CN117895907A - 砷化镓放大器工作电流稳定电路系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种砷化镓放大器工作电流稳定电路系统，包括负反馈电路，所述的负反馈电路包括三极管开关电路、运算放大器积分电路及砷化镓放大器，所述的三极管开关电路和砷化镓放大器均与运算放大器积分电路相连接，所述的系统利用负反馈电路稳定砷化镓放大器工作电流，当砷化镓放大器工作电流发生变化时，通过反馈通路影响栅极负偏压的值，栅极负偏压值的变化进而控制放大器工作电流。采用了本发明的砷化镓放大器工作电流稳定电路系统，利用负反馈电路，稳定放大器工作电流。当放大器工作电流发生变化时，通过反馈通路影响栅极负偏压的值，栅极负偏压值的变化进而控制放大器工作电流，使之维持稳定。
Description
技术领域
本发明涉及5G技术领域，尤其涉及砷化镓放大器领域，具体是指一种砷化镓放大器工作电流稳定电路系统。
背景技术
随着5G技术的发展，拥有噪声系数低、工作频段范围大等优点的砷化镓放大器，广泛的应用于发射机等设备中。砷化镓放大器漏极偏置电路提供静态工作电流；栅极还需要负偏压控制晶体管导通通路，通过调整栅极负偏压的值以控制放大器工作电流。此外放大器漏极正偏压及栅极负偏压输入遵循栅极上电早于漏极，栅极掉电晚于漏极的时序，否则放大器电流过大，极易出现损坏情况。
常用的放大器外围简化电路如图一所示。
漏极正偏压Vdd及栅极负偏压Vgg分别单独供电。通过调整栅极负偏压的值，控制放大器工作电流。放大器随着工作时间、环境温度等变化，工作电流也会随之改变，影响放大器线性度和稳定性。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足稳定性高、结构简单、适用范围较为广泛的砷化镓放大器工作电流稳定电路系统。
为了实现上述目的，本发明的砷化镓放大器工作电流稳定电路系统如下：
该砷化镓放大器工作电流稳定电路系统，其主要特点是，所述的系统包括负反馈电路，所述的负反馈电路包括三极管开关电路、运算放大器积分电路及砷化镓放大器，所述的三极管开关电路和砷化镓放大器均与运算放大器积分电路相连接，所述的系统利用负反馈电路稳定砷化镓放大器工作电流，当砷化镓放大器工作电流发生变化时，通过反馈通路影响栅极负偏压的值，栅极负偏压值的变化进而控制放大器工作电流。
较佳地，所述的运算放大器积分电路包括运算放大器Q1、电容C13和第二电阻R2，所述的运算放大器Q1的输出端通过第二电阻R2接栅极负偏压Vgg，正电源电压接漏极偏置电压Vdd，负电源电压接-2.5V电压，同相输入端接砷化镓放大器栅极的偏置电路的电压U+，反向输入端接三极管电路的第三电阻R3输出端电压U_，所述的运算放大器Q1的反向输入端还通过电容C13与运算放大器Q1的输出端相连。
较佳地，所述的三极管开关电路包括接插件P1、三极管Q2、第三电阻R3和第四电阻R4，所述的三极管Q2的基极与接插件P1相连，集电极通过第三电阻R3接漏极偏置电压Vdd，发射极通过第四电阻R4接地。
较佳地，所述的三极管开关电路的接插件P1调整P1输入Up1的值，运算放大器Q1输出合适的栅极负偏压Vgg，砷化镓放大器工作电流IU1达到额定值。
较佳地，所述的砷化镓放大器的栅极偏压Vgg通过控制晶体管导通沟道改变放大器工作电流，调整栅极负偏压值，得到放大器工作电流。
较佳地，所述的砷化镓放大器工作电流变大时，运算放大器Q1的同相输入端U+变小，反相输入端U_不变，输出栅极负偏压Vgg变小，栅极负偏压Vgg控制砷化镓放大器电流变小；所述的砷化镓放大器工作电流变小时，运算放大器Q1的同相输入端U+变大，反相输入端U_不变，输出栅极负偏压Vgg变大，栅极负偏压Vgg控制砷化镓放大器电流变大。
采用了本发明的砷化镓放大器工作电流稳定电路系统，利用负反馈电路，稳定放大器工作电流。当放大器工作电流发生变化时，通过反馈通路影响栅极负偏压的值，栅极负偏压值的变化进而控制放大器工作电流，使之维持稳定。
附图说明
图1为常用的放大器外围简化电路。
图2为本发明的砷化镓放大器工作电流稳定电路系统的电路示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。
本发明的该砷化镓放大器工作电流稳定电路系统，其中包括负反馈电路，所述的负反馈电路包括三极管开关电路、运算放大器积分电路及砷化镓放大器，所述的三极管开关电路和砷化镓放大器均与运算放大器积分电路相连接，所述的系统利用负反馈电路稳定砷化镓放大器工作电流，当砷化镓放大器工作电流发生变化时，通过反馈通路影响栅极负偏压的值，栅极负偏压值的变化进而控制放大器工作电流。
作为本发明的优选实施方式，所述的运算放大器积分电路包括运算放大器Q1、电容C13和第二电阻R2，所述的运算放大器Q1的输出端通过第二电阻R2接栅极负偏压Vgg，正电源电压接漏极偏置电压Vdd，负电源电压接-2.5V电压，同相输入端接砷化镓放大器栅极的偏置电路的电压U+，反向输入端接三极管电路的第三电阻R3输出端电压U_，所述的运算放大器Q1的反向输入端还通过电容C13与运算放大器Q1的输出端相连。
作为本发明的优选实施方式，所述的三极管开关电路包括接插件P1、三极管Q2、第三电阻R3和第四电阻R4，所述的三极管Q2的基极与接插件P1相连，集电极通过第三电阻R3接漏极偏置电压Vdd，发射极通过第四电阻R4接地。
作为本发明的优选实施方式，所述的三极管开关电路的接插件P1调整P1输入Up1的值，运算放大器Q1输出合适的栅极负偏压Vgg，砷化镓放大器工作电流IU1达到额定值。
作为本发明的优选实施方式，所述的砷化镓放大器的栅极偏压Vgg通过控制晶体管导通沟道改变放大器工作电流，调整栅极负偏压值，得到放大器工作电流。
作为本发明的优选实施方式，所述的砷化镓放大器工作电流变大时，运算放大器Q1的同相输入端U+变小，反相输入端U_不变，输出栅极负偏压Vgg变小，栅极负偏压Vgg控制砷化镓放大器电流变小；所述的砷化镓放大器工作电流变小时，运算放大器Q1的同相输入端U+变大，反相输入端U_不变，输出栅极负偏压Vgg变大，栅极负偏压Vgg控制砷化镓放大器电流变大。
本发明的具体实施方式中，其中主要解决放大器在使用过程中的稳定性问题，主要通过运算放大器，三极管及功率放大器组成负反馈系统。本案使用三极管开关电路，控制运算放大器输入值的变化，进而控制运算放大器输出值；因此本案电路可以随意调整砷化镓放大器的工作电流。本发明的三极管开关电路、运算放大器积分电路及砷化镓放大器共同组成负反馈电路，技术方案电路图如图2所示。
砷化镓放大器的栅极偏压Vgg通过控制晶体管导通沟道改变放大器工作电流，调整栅极负偏压值，可以获得合适的放大器工作电流；栅极偏压为零或者正压时，放大器工作电流过大，容易烧坏放大器；栅极偏压小于-2V时，晶体管夹断，放大器不工作，电流为零。
运算放大器Q1、电容C13、第二电阻R2构成积分电路；运算放大器Q1输出栅极负偏压Vgg，正电源电压取自漏极偏置电压Vdd，负电源电压为-2.5V，同相输入端输入U+(U+＝Vdd-IU1R1)取自砷化镓放大器栅极偏置电路，电流IU1为砷化镓放大器工作电流；反向输入端输入U_(U_＝Vdd-IQ2R3)取自三极管电路电阻R3输出端，电流IQ2为三极管开关电路电流。
接插件P1、三极管Q2、电阻R3、R4及漏极偏置电压Vdd共同构成三极管开关电路。三极管电路电流IQ2＝(Up1-0.7)/R4。
P1输入Up1＝0V时，三极管Q2截止，三极管电路电流IQ2＝0，电阻R3没有电流通过，电阻压降为零，运算放大器Q1反向输入端U_＝Vdd(U_＝Vdd-IQ2R3)，输出端栅极负偏压Vgg＝-2.5V，砷化镓放大器工作电流II1＝0，电阻R1没有电流流过，无压降产生，运算放大器Q1同相输入端输入U+＝U_＝Vdd(U+＝Vdd-IU1R1)。
P1输入Up1大于0.7V时，三极管Q2导通，电路产生电流，IQ2＝(Up1-0.7)/R4，电阻R3产生压降，运算放大器Q1反向输入端U_(U_＝Vdd-IQ2R3)，运算放大器Q1输出栅极负偏压Vgg，砷化镓放大器开始工作，电流IU1不为零，电阻R1产生压降，运算放大器Q1同相输入端输入U+(U+＝Vdd-IU1R1)。
调整P1输入Up1的值，运算放大器Q1输出合适的栅极负偏压Vgg，砷化镓放大器工作电流IU1达到额定值。
当工作时间、环境温度等因素影响砷化镓放大器工作电流时，电阻R1会将电流变化ΔI转化成电压变化ΔU，反馈到运算放大器Q1同相输入端ΔU+(ΔU+＝ΔI*R1)，反相输入端U_此时不变，运算放大器Q1输出栅极负偏压ΔVgg，整个电路构成负反馈电路。当砷化镓放大器工作电流变大时，运算放大器Q1同相输入端U+变小，反相输入端U_不变，输出栅极负偏压Vgg变小，栅极负偏压Vgg控制砷化镓放大器电流变小；砷化镓放大器工作电流变小时，运算放大器Q1同相输入端U+变大，反相输入端U_不变，输出栅极负偏压Vgg变大，栅极负偏压Vgg控制砷化镓放大器电流变大；通过以上负反馈电路维持放大器工作电流稳定，保证放大器线性度和稳定性。
本实施例的具体实现方案可以参见上述实施例中的相关说明，此处不再赘述。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
采用了本发明的砷化镓放大器工作电流稳定电路系统，利用负反馈电路，稳定放大器工作电流。当放大器工作电流发生变化时，通过反馈通路影响栅极负偏压的值，栅极负偏压值的变化进而控制放大器工作电流，使之维持稳定。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
Claims (6)
1.一种砷化镓放大器工作电流稳定电路系统，其特征在于，所述的系统包括负反馈电路，所述的负反馈电路包括三极管开关电路、运算放大器积分电路及砷化镓放大器，所述的三极管开关电路和砷化镓放大器均与运算放大器积分电路相连接，所述的系统利用负反馈电路稳定砷化镓放大器工作电流，当砷化镓放大器工作电流发生变化时，通过反馈通路影响栅极负偏压的值，栅极负偏压值的变化进而控制放大器工作电流。
2.根据权利要求1所述的砷化镓放大器工作电流稳定电路系统，其特征在于，所述的运算放大器积分电路包括运算放大器Q1、电容C13和第二电阻R2，所述的运算放大器Q1的输出端通过第二电阻R2接栅极负偏压Vgg，正电源电压接漏极偏置电压Vdd，负电源电压接-2.5V电压，同相输入端接砷化镓放大器栅极的偏置电路的电压U+，反向输入端接三极管电路的第三电阻R3输出端电压U_，所述的运算放大器Q1的反向输入端还通过电容C13与运算放大器Q1的输出端相连。
3.根据权利要求1所述的砷化镓放大器工作电流稳定电路系统，其特征在于，所述的三极管开关电路包括接插件P1、三极管Q2、第三电阻R3和第四电阻R4，所述的三极管Q2的基极与接插件P1相连，集电极通过第三电阻R3接漏极偏置电压Vdd，发射极通过第四电阻R4接地。
4.根据权利要求3所述的砷化镓放大器工作电流稳定电路系统，其特征在于，所述的三极管开关电路的接插件P1调整P1输入Up1的值，运算放大器Q1输出合适的栅极负偏压Vgg，砷化镓放大器工作电流IU1达到额定值。
5.根据权利要求1所述的砷化镓放大器工作电流稳定电路系统，其特征在于，所述的砷化镓放大器的栅极偏压Vgg通过控制晶体管导通沟道改变放大器工作电流，调整栅极负偏压值，得到放大器工作电流。
6.根据权利要求1所述的砷化镓放大器工作电流稳定电路系统，其特征在于，所述的砷化镓放大器工作电流变大时，运算放大器Q1的同相输入端U+变小，反相输入端U_不变，输出栅极负偏压Vgg变小，栅极负偏压Vgg控制砷化镓放大器电流变小；所述的砷化镓放大器工作电流变小时，运算放大器Q1的同相输入端U+变大，反相输入端U_不变，输出栅极负偏压Vgg变大，栅极负偏压Vgg控制砷化镓放大器电流变大。
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