CN208939904U - 一种低压功率放大器及其偏置电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种低压功率放大器及其偏置电路。所述偏置电路包括：依次串联连接在所述偏置电路的输入端和电源地之间的第一分压器、第一二极管、第二分压器，所述第一分压器和所述第一二极管的连接点就是所述偏置电路的输出端，所述输出端连接所述低压功率放大器的基极，其特征在于，还包括：分压稳压电路，连接在所述输出端和所述电源地之间。本实用新型改善了功放的性能；且不会影响低压功率放大器的静态工作点；采用此架构的偏置电路会大大提高低压功率放大器在低压下的线性输出功率。
Description
技术领域
本实用新型涉及功率放大器技术领域，具体涉及一种低压功率放大器及其偏置电路。
背景技术
NB-IoT(Narrow Band Internet of Things，窄带物联网)是万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，可直接部署于GSM网络(Global System for Mobile Communications，全球移动通讯系统)、UMTS网络(UniversalMobile Telecommunications System，通用移动通讯系统)或LTE网络(Long TermEvolution，长期演进)，以降低部署成本、实现平滑升级。
NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至少10年，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。
随着物联网技术的兴起和普及，对于应用于NB-IoT的射频功率放大器需求日益增大。此类NB-IoT射频功率放大器相对于一般的功放对于使用时间和使用环境有了更加严格的要求。NB-IOT的射频功率放大器必须具备长时间工作(最长可以工作10年)，恶劣环境下工作(-40摄氏度到85摄氏度)的特点，因此NB-IoT的射频功率放大器必须具备在低压下(1.8V)工作的能力。
NB-IoT射频放大器的使用环境和使用时间决定了其必须具备在低压下工作的特性。随着射频放大器输出功率的增大，流过偏置电路的电流也将会逐渐增大。传统的偏置电路为了正确设置功率放大器的静态偏置点，其偏置电阻阻值会达到百欧级，这个数量级的电阻在较大的偏置电流(毫安级)下会造成偏置电压降低，进而恶化射频放大器的性能。
实用新型内容
本实用新型实施例提供了一种低压功率放大器的偏置电路，包括：依次串联连接在所述偏置电路的输入端和电源地之间的第一分压器、第一二极管、第二分压器，所述第一分压器和所述第一二极管的连接点就是所述偏置电路的输出端，所述输出端连接所述低压功率放大器的基极，其特征在于，还包括：分压稳压电路，连接在所述输出端和所述电源地之间。
进一步地，所述第一分压器包括偏置电阻。
进一步地，所述偏置电阻小于等于10欧姆。
进一步地，所述第二分压器包括第二电阻。
进一步地，所述分压稳压电路包括：第三电阻，连接在所述输出端和所述电源地之间。
进一步地，所述分压稳压电路还包括：第一电容，所述第一电容和所述第三电阻并联连接在所述输出端和所述电源地之间。
进一步地，所述第一电容为2-10pF。
本实用新型实施例还提供一种低压功率放大器，包括上述所述的偏置电路。
进一步地，所述低压功率放大器的基极连接所述偏置电路的所述输出端。
进一步地，所述低压功率放大器工作电压为1.65-1.95V。
本实用新型的实施例提供的技术方案，改善了功放的性能；且不会影响功率放大器的静态工作点；采用此架构的偏置电路会大大提高射频功率放大器在低压下的线性输出功率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是一种传统的低压功率放大器的偏置电路组成示意图；
图2是本实用新型一实施例提供的一种低压功率放大器的偏置电路组成示意图；
图3是本实用新型另一实施例提供的一种低压功率放大器的偏置电路组成示意图；
图4是采用传统偏置电路和采用本实用新型图3的偏置电路的低压功率放大器输出功率线性度对比示意图；
图5是本实用新型一实施例提供的一种低压功率放大器组成示意图；
图6是本实用新型另一实施例提供的一种低压功率放大器组成示意图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合附图和实施例，对本实用新型技术方案的具体实施方式进行更加详细、清楚的说明。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本实用新型的限制。其只是包含了本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，本领域技术人员对于本实用新型的各种变化获得的其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
应该理解的是，虽然第一、第二、第三等用语可使用于本文中用来描述各种元件或组件，但这些元件或组件不应被这些用语所限制。这些用语仅用以区分一个元件或组件与另一元件或组件。因此，下述讨论之第一元件或组件，在不脱离本实用新型之内容下，可被称为第二元件或第二组件。
图1是一种传统的低压NB-IOT功率放大器的偏置电路组成示意图，包括偏置电阻R11、第一二极管D11、第二电阻R12。
偏置电阻R11、第一二极管D11、第二电阻R12依次串联连接在偏置电路的输入端P11和电源地之间，偏置电阻R11和第一二极管D11的连接点就是偏置电路的输出端P12，输出端P12连接低压功率放大器的基极。
为了正确偏置低压功率放大器，偏置电阻R11需要设置到100欧姆，输出端口P12的电压即为我们需要的功放偏置电压。当功放的输出功率逐渐增大时，流过偏置电阻R11的电流会逐渐增大，输出端口P12的偏置电压会逐渐降低，从而影响了功放的工作状态，恶化了功放的性能。
图2是本实用新型一实施例提供的一种低压功率放大器的偏置电路组成示意图，包括第一分压器、第一二极管D21、第二分压器、分压稳压电路。
第一分压器、第一二极管D21、第二分压器依次串联连接在偏置电路的输入端和电源地之间，第一分压器和第一二极管的连接点就是偏置电路的输出端，输出端连接低压功率放大器的基极。分压稳压电路，连接在输出端和电源地之间。
第一分压器包括偏置电阻R21。第二分压器包括第二电阻R22。分压稳压电路包括第三电阻R23。
偏置电阻R21、第一二极管D21、第二电阻R22依次串联连接在偏置电路的输入端P21和电源地之间，偏置电阻R21和第一二极管D21的连接点就是偏置电路的输出端P22，输出端P22连接低压功率放大器的基极，第三电阻R23连接在输出端P22和电源地之间。输出端口P22的电压即为我们需要的功放偏置电压。
本实施例的偏置电路，当偏置同样的偏置电压时，由于第三电阻R23的分压作用，可以将偏置电阻R21设置到10欧姆以内，当流过偏置电阻R21的电流增大时，由于偏置电阻R21本身的电阻降低，由此带来的压降也大大降低，从而改善了功放的性能。
图3是本实用新型另一实施例提供的一种低压功率放大器的偏置电路组成示意图，包括第一分压器、第一二极管D31、第二分压器、分压稳压电路。
第一分压器、第一二极管D31、第二分压器依次串联连接在偏置电路的输入端和电源地之间，第一分压器和第一二极管的连接点就是偏置电路的输出端，输出端连接低压功率放大器的基极。分压稳压电路，连接在输出端和电源地之间。
第一分压器包括偏置电阻R31。第二分压器包括第二电阻R32。分压稳压电路包括第三电阻R33和第一电容C31。
偏置电阻R31、第一二极管D31、第二电阻R32依次串联连接在偏置电路的输入端P31和电源地之间，偏置电阻R31和第一二极管D31的连接点就是偏置电路的输出端P32，输出端P32连接低压NB-IOT功率放大器的基极，第三电阻R33和第一电容C31并联连接在输出端P32和电源地之间。输出端口P32的电压即为我们需要的功放偏置电压。
本实施例的偏置电路，当偏置同样的偏置电压时，由于第三电阻R33的分压作用，可以将偏置电阻R31设置到10欧姆以内，当流过偏置电阻R31的电流增大时，由于偏置电阻R31本身的电阻降低，由此带来的压降也大大降低，并且由于第一电容C31的稳压作用，使输出端电压更加稳定，从而改善了功放的性能。
图4是采用传统偏置电路和采用本实用新型图3偏置电路的低压功率放大器输出功率线性度对比示意图。
偏置电路在放大器电路中的作用是给予放大器正确的偏置工作电压，偏置工作电压的稳定与否直接关系到放大器的工作状态。偏置工作电压一旦发生偏移，放大器的性能就会恶化。
如图4所示，横坐标为放大器的输出功率，纵坐标为放大器增益。从仿真来看，41为采用新偏置电路的射频功率放大器的放大器增益随着输出功率变化的曲线，42为采用一般偏置电路的射频功率放大器的放大器增益随着输出功率变化的曲线。
采用一般偏置电路的射频功率放大器随着输出功率的增大其放大器增益有所压缩，而采用新偏置电路的射频功率放大器随着输出功率的增大其放大器增益的线性度更好。
图5是本实用新型一实施例提供的一种低压功率放大器组成示意图。
如图5所示，低压功率放大器1包括上述图2的偏置电路，低压功率放大器的基极连接偏置电路的输出端P22，该低压功率放大器工作电压为1.65-1.95V。
图6是本实用新型另一实施例提供的一种低压功率放大器组成示意图。
如图6所示，低压功率放大器2包括上述图3的偏置电路，低压功率放大器的基极连接偏置电路的输出端P32，该低压功率放大器工作电压为1.65-1.95V。
由于NB-IoT射频功率放大器的使用环境和使用时间决定了其必须具备在低压下工作的特性，所以本实用新型的偏置电路应用于NB-IoT射频功率放大器，效果更好。
需要说明的是，以上参照附图所描述的各个实施例仅用以说明本实用新型而非限制本实用新型的范围，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下对本实用新型进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本实用新型的范围之内。此外，除上下文另有所指外，以单数形式出现的词包括复数形式，反之亦然。另外，除非特别说明，那么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分来使用。
Claims (10)
1.一种低压功率放大器的偏置电路，包括：依次串联连接在所述偏置电路的输入端和电源地之间的第一分压器、第一二极管、第二分压器，所述第一分压器和所述第一二极管的连接点就是所述偏置电路的输出端，所述输出端连接所述低压功率放大器的基极，其特征在于，还包括：
分压稳压电路，连接在所述输出端和所述电源地之间。
2.根据权利要求1所述的偏置电路，其特征在于，所述第一分压器包括偏置电阻。
3.根据权利要求2所述的偏置电路，其特征在于，所述偏置电阻小于等于10欧姆。
4.根据权利要求1所述的偏置电路，其特征在于，所述第二分压器包括第二电阻。
5.根据权利要求4所述的偏置电路，其特征在于，所述分压稳压电路包括：
第三电阻，连接在所述输出端和所述电源地之间。
6.根据权利要求5所述的偏置电路，其特征在于，所述分压稳压电路还包括：
第一电容，所述第一电容和所述第三电阻并联连接在所述输出端和所述电源地之间。
7.根据权利要求6所述的偏置电路，其特征在于，所述第一电容为2-10pF。
8.一种低压功率放大器，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的偏置电路。
9.根据权利要求8所述的低压功率放大器，其特征在于，所述低压功率放大器的基极连接所述偏置电路的所述输出端。
10.根据权利要求8所述的低压功率放大器，其特征在于，所述低压功率放大器工作电压为1.65-1.95V。
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| CN201821710023.1U CN208939904U (zh) | 2018-10-22 | 2018-10-22 | 一种低压功率放大器及其偏置电路 |
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| CN108988796A (zh) * | 2018-10-22 | 2018-12-11 | 深圳飞骧科技有限公司 | 一种低压功率放大器及其偏置电路 |
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