CN201956978U - 用于射频功率放大器的可调有源偏置电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了用于射频功率放大器的可调有源偏置电路，第三三极管的发射极通过第三电阻连接射频晶体管的基极，第三三极管的基极连接有基准电压提供电路，第三三极管的集电极和可以调节第三三极管工作状态的控制电压相连，基准电压提供电路包括第一三极管、第二三极管、第一电阻和第二电阻，第一三极管的基极和第二三极管的集电极相连，并经过第一电阻和参考电压相连；第一三极管的集电极连接至参考电压；第一三极管的发射极与第二三极管的基极相连，并通过第二电阻接地；第二三极管的发射极接地；第一三极管的基极连接所述第三三极管的基极。本实用新型通过调节控制电压改变偏置管的工作状态可以降低偏置电流对参考电压和环境温度的敏感度。

Description

用于射频功率放大器的可调有源偏置电路

技术领域

本实用新型涉及无线通信领域中的射频功率放大器技术，尤其涉及一种用于射频功率放大器的可调有源偏置电路。

背景技术

无线通信系统的快速发展对无线通信设备的性能提出了越来越高的要求。射频功率放大器是发射机的核心组件，它的输出功率决定了发射机所能覆盖的区域范围，功率附加效率决定了发射机的能耗和散热，线性度决定发射机所发射信号的失真度。由于新一代无线通信系统大多采用非恒定包络调制方式，所以系统的线性度成为一个需要着重考虑的指标。为了提高线性，射频功率放大器不能被驱动至饱和区，而必须采用功率回退的方法使功率放大器工作在线性区。回退越多，线性越好，但功率放大器的效率也会越低。为了兼顾线性和效率，功率放大器的设计一般都会采用各种线性化技术来达到线性和效率之间的平衡。

图1所示的方框A中的部分是一种传统的射频功率放大器线性化偏置电路，包括由二极管结构连接的三极管Q1、Q2构成的基准电压提供电路和给射频晶体管Q4提供偏置电流的三极管Q3，其中三极管的基极和集电极相连，构成的二极管结构。三极管Q1、Q2构成基准电压提供电路，用于产生一个基准电压，给三极管Q3提供基极偏置电压，然后通过电阻R2给射频晶体管Q4提供直流偏置。Q1的集电极通过电阻R1连接到三极管Q3的集电极相连，并共同连接至同一个参考电压V _REF 。由于三极管Q1、Q2、Q3和Q4采用同种类型的三极管，所以在温度变化引起三极管结电压变化时，这几个三极管的发射结电压将产生相同趋势的变化，从而使得该偏置电路对温度变化具有补偿作用。连接在三极管Q3基极和地之间的电容C1主要起线性化作用。当输入射频功率RF _IN 较大时，射频晶体管Q4的基极电压会下降，跨导减小，会使其产生增益压缩的非线性现象。增加电容C1后，可以使三极管Q3和电容C1构成一条到地的射频通路，这样当输入射频功率较大时，三极管Q3基极和发射极间的电压也将下降，从而达到对射频晶体管Q4的基极电压进行补偿的作用。

这种传统偏置电路简单易用，但是它对参考电压V _REF 的变化非常敏感。当V _REF 在一定范围内变化时，射频晶体管Q4的偏置电流的相对变化量非常大，这就使得在实际应用中很可能会由于电源电压不稳或环境温度变化过大而使射频功率放大器进入非正常工作状态。

发明内容

本实用新型目的是：针对传统射频功率放大器偏置电路对参考电压波动和环境温度变化非常敏感的缺点，提供一种用于射频功率放大器的可调有源偏置电路，通过调节控制电压改变偏置管的工作状态可以降低偏置电流对参考电压和环境温度的敏感度。

本实用新型的技术方案是：一种用于射频功率放大器的可调有源偏置电路，包括第三三极管和第三电阻，第三三极管的发射极通过第三电阻连接射频晶体管的基极，第三三极管的基极连接有基准电压提供电路，所述第三三极管的集电极和调节第三三极管工作状态的控制电压V _CON 相连，所述基准电压提供电路包括第一三极管、第二三极管、第一电阻和第二电阻，所述第一三极管的基极和第二三极管的集电极相连，并经过第一电阻和参考电压V _REF 相连；所述第一三极管的集电极连接至参考电压V _REF ；所述第一三极管的发射极与第二三极管基极相连，并通过第二电阻接地；所述第二三极管的发射极接地；所述第一三极管的基极连接所述第三三极管的基极。

进一步的，所述的用于射频功率放大器的可调有源偏置电路还包括第一电容，连接在第三三极管的基极和地之间。

本实用新型的优点是：与传统射频功率放大器偏置电路相比，本实用新型在调节V _REF 以获得恰当基准电压的情况下，可进一步通过调节V _CON 使三极管Q3工作在饱和区以降低偏置电路对电源波动和环境温度的敏感度，提高射频功率放大器的线性度，从而使功率放大器在较为恶劣的工作条件和环境下保持正常工作状态。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为传统的射频功率放大器有源偏置电路的电路图；

图2为本实用新型的实施例的电路原理图。

具体实施方式

实施例：如图2所示，虚线框B内为本实施例的可调有源偏置电路，包括基准电压提供电路、提供偏置电流的三极管Q3和提高线性度的电容C1。其中基准电压提供电路由三极管Q1、Q2和电阻R1、R2构成，三极管Q1的基极与三极管Q2的集电极相连，并通过电阻R1连接至参考电压V _REF ，三极管Q1的集电极连接至V _REF ，三极管Q1的发射极与三极管Q2的基极相连，并通过电阻R2接地，三极管Q2的发射极接地；电容C1的一端与三极管Q3的基极相连，另一端接地；三极管Q3的基极与三极管Q1的基极相连，三极管Q3的集电极连接至控制电压V _CON ，三极管Q3的发射极通过电阻R3连接至射频功放管Q4的基极。

三极管Q1、Q2、电阻R1、R2构成的基准电压提供电路可以产生一个约为两倍三极管结电压的基准电压，给三极管Q3提供一个稳定的基极偏置电压，且三极管Q1、Q2、电阻R1、R2构成一个反馈环路，对基准电压具有温度补偿作用。电容C1、三极管Q3、电阻R3构成一条射频通路，当功率放大器的输入功率较大时，该通路能够降低三极管Q3的结电压，从而补偿射频功放管Q4由于输入功率较大造成的基极电压下降部分，这可以减缓功率放大器由于输入功率较大而出现的增益压缩现象，提高功率放大器的线性度。三极管Q3产生一个偏置电流，通过电阻R3提供给射频功放管Q4。

调节控制电压V _CON 可以使三极管Q3工作在不同的状态，当V _CE3 >V _KNEE 时，三极管Q3工作在放大区；当V _CE3 <V _KNEE 时，三极管Q3工作在饱和区；其中V _KNEE 指的是三极管Q3从放大区到饱和区的转折点电压。当三极管Q3工作在饱和区时，其集电极电流随基极电压的变化率降低，所以当电源电压或环境温度波动较大造成基准电压不稳时，可以通过调节V _CON 使三极管Q3工作在饱和区来降低其对参考电压V _REF 和环境温度的敏感度，使功率放大器在恶劣工作条件和环境下保持正常工作。

以上所述，仅为本实用新型的优选实施例，并不能以此限定本实用新型实施的范围，凡依本实用新型权利要求及说明书内容所作的简单的变换，皆应仍属于本实用新型的保护范围。

Claims (2)

1.一种用于射频功率放大器的可调有源偏置电路（B），包括第三三极管（Q3）和第三电阻（R3），第三三极管（Q3）的发射极通过第三电阻（R3）连接射频晶体管（Q4）的基极，第三三极管（Q3）的基极连接有基准电压提供电路，其特征在于：所述第三三极管（Q3）的集电极和调节第三三极管（Q3）工作状态的控制电压V_CON相连，所述基准电压提供电路包括第一三极管（Q1）、第二三极管（Q2）、第一电阻（R1）和第二电阻（R2），所述第一三极管（Q1）的基极和第二三极管（Q2）的集电极相连，并经过第一电阻（R1）和参考电压V_REF相连；所述第一三极管（Q1）的集电极连接至参考电压V_REF；所述第一三极管（Q1）的发射极与第二三极管（Q2）的基极相连，并通过第二电阻（R2）接地；所述第二三极管（Q2）的发射极接地；所述第一三极管（Q1）的基极连接所述第三三极管（Q3）的基极。

2.根据权利要求1中所述的用于射频功率放大器的可调有源偏置电路（B），其特征在于：还包括第一电容（C1），连接在第三三极管（Q3）的基极和地之间。

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