CN217037142U - 一种放大器电路与电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种放大器电路与电子设备，涉及放大器技术领域。该放大器电路包括电流调节模块、偏置模块以及放大器模块，电流调节模块、偏置模块以放大器模块依次电连接；其中，放大器模块还与信号输入端、信号输出端电连接，且放大器模块还用于将输入端信号放大后输出；偏置模块用于为放大器模块提供偏置电压；电流调节模块用于外接第一电阻，且当第一电阻的阻值变化时，放大器模块的工作电流变化。本申请提供的放大器电路与电子设备具有对放大器模块的工作电流调节更加方便的与优点。

Description

一种放大器电路与电子设备

技术领域

本申请涉及放大器技术领域，具体而言，涉及一种放大器电路与电子设备。

背景技术

目前采用GaAs HBT(砷化镓异质结双极晶体管)实现的功率放大器电路普遍采用LDO提供放大器偏置电路的电源，并且，为了使用方便，GaAs HBT放大器普遍封装为芯片形式进行应用。

然而，在应用过程中放大器电流无法做到可调，若需要改变电流从而改变放大器性能，需要改变LDO的输出或者放大器偏置电路，即需要修改到芯片内部电路。

综上，现有技术中存在GaAs HBT放大器在应用过程中难以调节的问题。

发明内容

本申请的目的在于提供了一种放大器电路与电子设备，以解决现有技术中存在的GaAs HBT放大器在应用过程中难以调节的问题。

为了实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请实施例提供了一种放大器电路，所述放大器电路包括电流调节模块、偏置模块以及放大器模块，所述电流调节模块、所述偏置模块以所述放大器模块依次电连接；其中，

所述放大器模块还与信号输入端、信号输出端电连接，且所述放大器模块还用于将所述输入端信号放大后输出；

所述偏置模块用于为所述放大器模块提供偏置电压；

所述电流调节模块用于外接第一电阻，且当所述第一电阻的阻值变化时，所述放大器模块的工作电流变化。

可选地，所述电流调节模块、所述偏置模块以及所述放大器模块集成于同一芯片。

可选地，所述电流调节模块包括第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一电阻相连，所述第二电阻的另一端与所述偏置模块相连。

可选地，所述电流调节模块还包括钳位单元，所述钳位单元的一端与所述第二电阻的另一端电连接，所述钳位单元的另一端接地；其中，

所述钳位单元还用于在所述偏置模块故障导通，以对所述偏置模块的电压进行钳位。

可选地，所述钳位单元包括第一二极管与第二二极管，所述第一二极管的阳极与所述第二电阻的另一端电连接，所述第一二极管的阴极与所述第二二极管的阳极电连接，所述第二二极管的阴极接地。

可选地，所述放大器模块包括第一三极管与滤波单元，所述第一三极管的基极与所述信号输入端电连接，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极通过所述滤波单元与所述信号输出端电连接。

可选地，所述滤波单元包括电感与第一电容，所述电感的一端与电源连接，所述电感的另一端分别与所述第一三极管的集电极、所述第一电容的一端电连接，所述电容的另一端与所述信号输出端电连接。

可选地，所述放大器模块还包括第二电容，所述信号输入端通过所述第二电容与所述第一三极管的基极连接。

可选地，所述偏置模块包括稳压器、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第三电阻、第四电阻以及第五电阻，所述稳压器分别与电源、所述第三电阻电连接，所述第三电阻与所述第二三极管的集电极电连接，所述第二三极管与所述第四三极管的基极电连接，且所述第二三极管的集电极与基极互联，所述第二三极管的发射极分别与所述电流调节模块、所述第三三极管的集电极电连接，所述第三三极管的发射极接地；

所述第四三极管的集电极与所述电源电连接，所述第四三极管的发射极分别与所述第四电阻、第五电阻的一端电连接，所述第四电阻的另一端与所述第三三极管的基极电连接，所述第五电阻的另一端与所述放大器模块电连接。

另一方面，本申请实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括上述的放大器电路。

相对于现有技术，本申请具有以下有益效果：

本申请提供了一种放大器电路与电子设备，该放大器电路包括电流调节模块、偏置模块以及放大器模块，电流调节模块、偏置模块以放大器模块依次电连接；其中，放大器模块还与信号输入端、信号输出端电连接，且放大器模块还用于将输入端信号放大后输出；偏置模块用于为放大器模块提供偏置电压；电流调节模块用于外接第一电阻，且当第一电阻的阻值变化时，放大器模块的工作电流变化。由于本申请提供的放大器电路中可以外接第一电阻，并且在外接第一电阻后，可以通过调节第一电阻的阻值的方式，起到调节放大器模块工作电流的效果，进而无需调节放大器电路的内部电路结构，对放大器模块的工作电流调节更加放方便。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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它相关的附图。

图1为本申请实施例提供的放大器电路的模块示意图。

图2为本申请实施例提供的电流调节模块的电路示意图。

图3为本申请实施例提供的偏置模块的电路示意图。

图4为本申请实施例提供的放大器模块的电路示意图。

图5为本申请实施例提供的放大器电路的电路示意图。

图中：100-放大器电路；110-电流调节模块；120-偏置模块；130-放大器模块；R1-第一电阻；R2-第二电阻；R3-第三电阻；R4-第四电阻；R5-第五电阻；Q1-第一三极管；Q2-第二三极管；Q3-第三三极管；Q4-第四三极管；C1-第一电容；C2-第二电容；L1-电感；D1-第一二极管；D2-第二二极管。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

正如背景技术中所述，目前，GaAs HBT放大器一般封装为芯片形式，若需要改变电流从而改变放大器性能，需要改变LDO(low dropout regulator，低压差线性稳压器)的输出或者放大器偏置电路，即需要修改到芯片内部电路。

因此，现有技术中，当需要改变放大器的工作电流，进而改变放大器的增益能力、功率能力、效率能力或线性度能力等性能时，需要重新选定不同的器件或者重新设置相关电路进而调节，对放大器的工作电流的调节并不方便。

有鉴于此，本申请提供了一种放大器电路，通过设置电流调节单元的方式，使得能够利用电流调节单元外接第一电阻，并通过调节第一电阻的阻值，即可调节放大器模块的工作电流，进而无需调节放大器电路的内部电路结构，使得针对放大器模块的工作电流的调节更加方便。

下面对本申请提供的放大器电路进行示例性说明：

作为一种可选的实现方式，请参阅图1，该放大器电路100包括电流调节模块110、偏置模块120以及放大器模块130，电流调节模块110、偏置模块120以放大器模块130依次电连接；其中，放大器模块130还与信号输入端、信号输出端电连接，且放大器模块130还用于将输入端信号放大后输出；偏置模块120用于为放大器模块130提供偏置电压；电流调节模块110用于外接第一电阻R1，且当第一电阻R1的阻值变化时，放大器模块130的工作电流变化。

由于本申请提供的电流调节单元可以外接第一电阻R1，因此通过调节第一电阻R1的阻值，可以调节放大器模块130的工作电流，进而达到调节放大器性能的目的，使得对于放大器性能的调节更加方便。

作为一种实现方式，针对每一工作电流，可以设置对应的第一电阻R1，例如，当放大器模块130的工作电流为A，对应的第一电阻R1为1号电阻；当放大器模块130的工作电流为B，对应的第一电阻R1为2号电阻；当放大器模块130的工作电流为C，对应的第一电阻R1为3号电阻…，且1号电阻、2号电阻、3号电阻…的阻值不同。在实际操作中，当需要放大器模块130的工作电流为A时，则将电流调节模块110与1号电阻连接；而当放大器电路100应用于另一电子设备中时，其需要的放大器模块130的性能发生改变，此时对应放大器模块130的需求工作电流可能更改为C，则需要将电流调节模块110与3号电阻连接。

作为另一种实现方式，第一电阻R1也可以为一个，且第一电阻R1为可调电阻的形式。在此基础上，电流调节模块110连接第一电阻R1后，在不同的电子设备应用中，放大器模块130的需求工作电流可能变化，此时，无需更换第一电阻R1，只需直接调节第一电阻R1的阻值即可。

可选地，请参阅图2，电流调节模块110包括第二电阻R2，第二电阻R2的一端与第一电阻R1相连，第二电阻R2的另一端与偏置模块120相连。图2中，R1表示外接第一电阻R1，在电流调剂模块连接第一电阻R1后，第一电阻R1与第二电阻R2形成串联回路，根据分压定理可知，当第一电阻R1增大时，图2中A点电压降低，使得偏置模块120的输入电压降低，且由于偏置模块120直接影响放大器模块130，因此放大器的工作电流将受到影响。同理地，当第一电阻R1减小时，根据分压定理可知，第一电阻R1与第二电阻R2分得的电压减小，此时图2中A点电压升高，偏置模块120受到影响，并直接影响放大器模块130的工作电流。因此，通过外接第一电阻R1，使得在第一外接电阻的阻值发生变化时，A点电压也会相应变化，进而导致放大器模块130的工作电流变化。

此外，由于在工作过程中，偏置模块120可能出现故障，或者，偏置模块120可能关闭，在此基础上，输入偏置模块120的电压不能过大，即图2所示中A点电压不能过大。有鉴于此，本申请提供的电流调节模块110还包括钳位单元，钳位单元的一端与第二电阻R2的另一端电连接，钳位单元的另一端接地；其中，钳位单元还用于在偏置模块120故障导通，以对偏置模块120的电压进行钳位。其中，当偏置模块120正常工作时，钳位单元不工作。

作为一种实现方式，钳位单元包括第一二极管D1与第二二极管D2，第一二极管D1的阳极与第二电阻R2的另一端电连接，第一二极管D1的阴极与第二二极管D2的阳极电连接，第二二极管D2的阴极接地。其中，当偏置模块120正常工作时，第一二极管D1与第二二极管D2均不导通，而当偏置模块120故障时，则第一二极管D1与第二二极管D2导通，进而实现电路钳位，进而将A点电压限制在一定范围内。

例如，当第一二极管D1与第二二极管D2采用GaAs二极管时，每个二极管的导通压降为1.4V，则通过设置第一二极管D1与第二二极管D2，可以将A点电压钳位至大于2.8V，使得输入偏置模块120的电压不会过大，有效地保护了偏置模块120。

作为一种实现方式，请参阅图3，偏置模块120包括稳压器、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第三电阻R3、第四电阻R4以及第五电阻R5，稳压器分别与电源、第三电阻R3电连接，第三电阻R3与第二三极管Q2的集电极电连接，第二三极管Q2与第四三极管Q4的基极电连接，且第二三极管Q2的集电极与基极互连，第二三极管Q2的发射极分别与电流调节模块110、第三三极管Q3的集电极电连接，第三三极管Q3的发射极接地；第四三极管Q4的集电极与电源电连接，第四三极管Q4的发射极分别与第四电阻R4、第五电阻R5的一端电连接，第四电阻R4的另一端与第三三极管Q3的基极电连接，第五电阻R5的另一端与放大器模块130电连接。

其中，图3中A点与电流调节模块110电连接，当VEN关断LDO从而关断整个放大器时，B点电压接近零，此时由于电流调节单元中第一二极管D1与第二二极管D2的钳位作用，使得A点的电压钳位至2.8V，第二三极管Q2不会因为反偏电压(第二三极管Q2的发射级与集电极之间的电压，也即图示中V_AB)太高而反向击穿，进而可以起到保护第二三极管Q2的作用。

并且，由于LDO、第三电阻R3、第二三极管Q2以及第三三极管Q3形成回路，当A点电压变化时，B点电压也相应变化，具体地，当A点电压升高时，B点电压也跟随A点电压升高；当A点电压降低时，B点电压也跟随A点电压降低。

同时，由图可知，第四三极管Q4与第五电阻R5构成了共集电极放大器，即射极跟随器，因此，随着B点电压的变化，C点也会跟随B点变化，进而使得放大器模块130偏置电压变化，放大器模块130的工作电流也随之变化，达到了通过调节外接第一电阻R1阻值，实现调节放大器模块130的工作电流，进而对放大器性能起到调节作用的效果。

作为一种实现方式，请参阅图4，放大器模块130包括第一三极管Q1与滤波单元，第一三极管Q1的基极与信号输入端电连接，第一三极管Q1的发射极接地，第一三极管Q1的集电极通过滤波单元与信号输出端电连接。

其中，该放大器模块130构成了共发射极放大电路，当基极电压(C点电压)变化时，其电流变化，而第一三极管Q1此时工作于放大状态，满足ic＝βib，ic表示第一三极管Q1的集电极电流，ib表示第一三极管Q1的基极电流，β表示第一三级管的放大系数。因此，集电极电流也相应变化，整个放大器模块130的性能改变。

在此基础上，为了保证放大器信号的稳定性，设置了滤波单元进行滤波，可选地，滤波单元包括电感L1与第一电容C1，电感L1的一端与电源连接，电感L1的另一端分别与第一三极管Q1的集电极、第一电容C1的一端电连接，电容的另一端与信号输出端电连接。可以理解地，通过滤波单元可以对信号输出端进行滤波。

不仅如此，放大器模块130还包括第二电容C2，信号输入端通过第二电容C2与第一三极管Q1的基极连接。通过第二电容C2可以对信号输入端的信号进行滤波。

可以理解地，请参阅图5，本申请提供的放大器电路100的工作原理为：

通过设置电流调节模块110、偏置模块120以及放大器模块130的方式，使得电流调节模块110可以外接第一电阻R1，并且，当增大第一电阻R1的阻值时，A点电压降低，B点跟随A点电压降低，从而使C点电压降低，放大器电流下降，进而改变了放大器性能；当减小第一电阻R1的阻值时，A点电压增大，B点电压也跟随A点电压增大，从而使C点电压增大，放大器电流上升，进而改变了放大器性能。

综上所述，本申请提供了一种放大器电路与电子设备，该放大器电路包括电流调节模块、偏置模块以及放大器模块，电流调节模块、偏置模块以放大器模块依次电连接；其中，放大器模块还与信号输入端、信号输出端电连接，且放大器模块还用于将输入端信号放大后输出；偏置模块用于为放大器模块提供偏置电压；电流调节模块用于外接第一电阻，且当第一电阻的阻值变化时，放大器模块的工作电流变化。由于本申请提供的放大器电路中可以外接第一电阻，并且在外接第一电阻后，可以通过调节第一电阻的阻值的方式，起到调节放大器模块工作电流的效果，进而无需调节放大器电路的内部电路结构，对放大器模块的工作电流调节更加放方便。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种放大器电路，其特征在于，所述放大器电路包括电流调节模块、偏置模块以及放大器模块，所述电流调节模块、所述偏置模块以所述放大器模块依次电连接；其中，

所述放大器模块还与信号输入端、信号输出端电连接，且所述放大器模块还用于将所述输入端信号放大后输出；

所述偏置模块用于为所述放大器模块提供偏置电压；

所述电流调节模块用于外接第一电阻，且当所述第一电阻的阻值变化时，所述放大器模块的工作电流变化。

2.如权利要求1所述的放大器电路，其特征在于，所述电流调节模块、所述偏置模块以及所述放大器模块集成于同一芯片。

3.如权利要求1所述的放大器电路，其特征在于，所述电流调节模块包括第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一电阻相连，所述第二电阻的另一端与所述偏置模块相连。

4.如权利要求3所述的放大器电路，其特征在于，所述电流调节模块还包括钳位单元，所述钳位单元的一端与所述第二电阻的另一端电连接，所述钳位单元的另一端接地；其中，

所述钳位单元还用于在所述偏置模块故障时导通，以对所述偏置模块的电压进行钳位。

5.如权利要求4所述的放大器电路，其特征在于，所述钳位单元包括第一二极管与第二二极管，所述第一二极管的阳极与所述第二电阻的另一端电连接，所述第一二极管的阴极与所述第二二极管的阳极电连接，所述第二二极管的阴极接地。

6.如权利要求1所述的放大器电路，其特征在于，所述放大器模块包括第一三极管与滤波单元，所述第一三极管的基极与所述信号输入端电连接，所述第一三极管的发射极接地，所述第一三极管的集电极通过所述滤波单元与所述信号输出端电连接。

7.如权利要求6所述的放大器电路，其特征在于，所述滤波单元包括电感与第一电容，所述电感的一端与电源连接，所述电感的另一端分别与所述第一三极管的集电极、所述第一电容的一端电连接，所述电容的另一端与所述信号输出端电连接。

8.如权利要求6所述的放大器电路，其特征在于，所述放大器模块还包括第二电容，所述信号输入端通过所述第二电容与所述第一三极管的基极连接。

9.如权利要求1所述的放大器电路，其特征在于，所述偏置模块包括稳压器、第二三极管、第三三极管、第四三极管、第三电阻、第四电阻以及第五电阻，所述稳压器分别与电源、所述第三电阻电连接，所述第三电阻与所述第二三极管的集电极电连接，所述第二三极管与所述第四三极管的基极电连接，且所述第二三极管的集电极与基极互连，所述第二三极管的发射极分别与所述电流调节模块、所述第三三极管的集电极电连接，所述第三三极管的发射极接地；

所述第四三极管的集电极与所述电源电连接，所述第四三极管的发射极分别与所述第四电阻、第五电阻的一端电连接，所述第四电阻的另一端与所述第三三极管的基极电连接，所述第五电阻的另一端与所述放大器模块电连接。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1至9任一项所述的放大器电路。

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