DE10303055A1 - FET-Verstärker mit Temperatur-Kompensationsschaltung - Google Patents
FET-Verstärker mit Temperatur-KompensationsschaltungInfo
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Abstract
Ein FET-Verstärker wird bereitgestellt, der die Verschlechterung der Verzerrungsempfindlichkeit aufgrund von Schwankungen in der Betriebsumgebungstemperatur mimimiert. Ein LDMOS-FET 1, dessen Sourceanschluss geerdet ist und an dem eine Gatespannung Vgs von einem Gatevorspannungsanschluss 3 über eine Temperaturkompensationsschaltung 2 und eine Drosselspule und eine Drainspannung Vts von einem Drainvorspannungsanschluss 4 über eine Drosselspule angelegt wird, arbeitet als ein sourcegeerdeter Verstärker. Bei der Temperaturkompensationsschaltung 2 werden die Widerstände der festen Widerstandsbauteile 21 und 22, die parallel verbunden sind, so eingestellt, dass sie gleich sind oder die gleiche Größenordnung haben, und die Widerstände der temperaturempfindlichen Widerstandsbauteile (Thermistoren) 23 und 24 werden auf eine Kombination eines um eine Größenordnung größeren und eines um eine Größenordnung kleineren Wertes als der des festen Widerstandsbauteiles 21 oder des festen Widerstandsbauteiles 22 bei dem Standardpegel (+25 DEG C) in dem Bereich der Betriebsumgebungstemperatur eingestellt.
Description
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen FET-Verstärker und insbesondere auf einen FET-Verstärker, der den Verzerrungsabfall in der Ausgabeleistung aufgrund von Temperaturschwankungen in der Arbeitsumgebung minimieren kann.
- Als Vorrichtungen zum Gebrauch in Hochleistungsausgabeverstärkern für Mikrowellenbandkommunikationsgeräte werden immer mehr LDMOS-FETs (lateraldiffudierte MOS- Feldeffekttransistoren) eingesetzt. Diese Vorrichtungen haben den Vorteil, bessere Ausgabeverzerrungskennlinien als GaAs-FETs (Galliumarsenitfeldeffekttransistoren) aufzuweisen, die im allgemeinen eine hohe Ausgabe besser bereitstellen können. Daher sind sie für drahtlose Basisstationen der Art W-CDMA (Breitbandkodierte Teilung mehrfacher Zugriff) geeignet. Gleichzeitig haben diese Geräte den Nachteil, dass ihr Betriebsstrom (Drainstrom) stark mit der Umgebungstemperatur beim Betrieb schwankt und ihre Empfindlichkeit gegenüber Verzerrungen auch stark mit den Schwankungen dieses Drainstroms schwankt.
- Selbst wenn der Drainstrom auf eine bestimmte Stromstärke bei der Normaltemperatur eingestellt wird, wird die Stromstärke des Drainstromes schwanken, wenn die Umgebungstemperatur schwankt. Demzufolge kann ein großer Unterschied zwischen dem verbrauchten Strom bei der Normaltemperatur und der bei niedrigeren oder höheren Temperaturen entstehen, und dies wurde für die Reduzierung des Stromverbrauches des Systems unerwünscht sein.
- Die die Verzerrungsempfindlichkeit eines LDMOS-FET hoch empfindlich gegenüber dem Drainstrom ist und sein Optimum (sweet spot) eng ist, kann es stark mit einem Ansteigen oder Absenken der Umgebungstempertur schwanken. Um einen LDMOS-FET in einem breiten Temperaturbereich zu nutzen, ist es von dem Standpunkt des Unterdrückens der Verzerrungsempfindlichkeit notwendig, entweder eine Vorrichtung mit einer höheren Kapazität als nötig auszuwählen oder Temperaturkompensation mit einer externen Schaltung durchzuführen.
- Somit ist für Verstärker, die einen LDMOS-FET nutzen, die Temperaturkompensation der Gatespannung ein unabdingbares Verfahren hinsichtlich der Verringerung des Stromverbrauches, der Größe und der Kosten. Um die Verzerrungsempfindlichkeit eines LDMOS-FET-Verstärkers auf dem optimalen Punkt innerhalb des Umgebungstemperaturbereiches des Betriebes zu halten, ist es unabdingbar, die Gatespannung Vgs so steuern, dass der Drainstrom Ids konstant gehalten wird.
- Ein Beispiel des Standes der Technik um diese Gatespannung des FET zu kompensieren, wird in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. Sho-57-157606 offenbart. Fig. 1 stellt eine Beispiel einer herkömmlichen externen Temperaturkompensationsschaltung dar.
- Die in Fig. 1 gezeigte herkömmliche Schaltung enthält einen Thermistor 54 in einem Teil einer Spannungsteilungsschaltung zum Zuführen der Gatespannung, und sie ist so konfiguriert, um die Gatespannung Vgs, die an einen FET 51 angelegt wird, mittels temperaturabhängiger Schwankungen in dem Widerstand des Thermistors einer Temperaturkompensation zu unterwerfen.
- Der Temperaturbereich, der lineare Kompensation der Gatespannung Vgs in dieser Temperaturkompensationsschaltung erlaubt, beträgt ungefähr 30°C. Wenn hinsichtlich der wahrscheinlichen Anwendung auf Kommunikationsgeräte die Umgebungstemperatur von -10°C bis +80°C reichen soll, ist es schwierig, die Gatespannung in einem breiten Temperaturbereich mit der in Fig. 1 gezeigten Temperaturkompensationsschaltung zu kompensieren, weil die temperaturabhängigen Schwankungen in dem Widerstand des Thermistors in diesem Temperaturbereich mindestens zwei Größenordnungen betragen.
- Ein Beispiel des Standes der Technik, das Temperaturkompensation in einem breiten Bereich erlaubt, wird in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Hei 4-317205 offenbart. Fig. 2 stellt ein anderes Beispiel einer LDMOS-FET basierten Temperaturkompensationsschaltung nach dem Stand der Technik dar.
- Unter Bezug auf Fig. 2 werden die Gatespannungsdaten, die der Umgebungstemperatur des Betriebes entsprechen, im Voraus in einem Speicher 63 gespeichert und ein Controller stellt die Ausgabe eines Temperatursensors 61 an den Speicher 63 als ein Adresssignal bereit und liest die Gatespannungsdaten aus dem Speicher. Ein D/A-Wandler 64 unterwirft die ausgelesenen Gatespannungsdaten einer D/A-Wandlung und legt die umgewandelten Daten an einen FET 65 als die Gatespannung an.
- Allerdings erfordert dieses Beispiel des Standes der Technik solche Schaltungen wie u. a. einen Betriebsverstärker, Controller und einen Speicher zusätzlich zu dem Temperatursensor, und entsprechend führt es zu einem Anstieg in Kosten und Schaltungsabmessungen.
- In Anbetracht der obenerwähnten Probleme ist es daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen FET-Verstärker bereitzustellen, der um die oben beschriebenen Nachteile der LDMOS-FET Temperaturkompensationsschaltungen nach dem Stand der Technik bereinigt ist und der die Verschlechterung der Verzerrungsempfindlichkeit in Abhängigkeit von Temperaturschwankungen in der Betriebsumgebung durch lineare Temperaturkompensation der Gatespannung minimieren kann.
- Ein FET-Verstärker mit einer Temperaturkompensationsschaltung nach der Erfindung ist ein FET-Verstärker, der mit einer Schaltung ausgestattet ist, die einen FET als sein Verstärkungsbauteil benutzt, um die Gatespannung des FET-Bauteils Temperaturkompensationen zu unterwerfen, und diese Temperaturkompensationsschaltung kompensiert die Gatespannung so, um den Drainstrom des FET-Bauteils auf einer vorgeschriebene Stromstärke gegen Schwankungen in der Umgebungstemperatur zu halten.
- Die vorgeschriebene Stromstärke des Drainstroms ist eine Stromstärke, die Kreuzmodulationsverzerrungen dritten Grades in der Ausgabeleistung des FET-Verstärkers minimiert. Die Temperaturkompensationsschaltung kann mit einer Widerstandsschaltung versehen werden, bei der eine erste parallele Schaltung, die durch ein erstes festes Widerstandsbauteil, dessen Widerstand nicht von der Temperatur abhängt, und ein erstes temperaturempfindliches Widerstandsbauteil, dessen Widerstand von der Temperatur abhängt gebildet wird, und eine zweite parallele Schaltung, die von einem zweiten festen Widerstandsbauteil und einem zweiten temperaturempfindlichen Widerstandsbauteil gebildet wird, in Reihe geschaltet sind, und einem dritten festen Widerstandsbauteil, wobei eine Spannung, die durch Widerstandsschaltung und das dritte feste Widerstandsbauteil geteilt wird, als die Gatespannung angelegt wird. Weiterhin können das erste feste Widerstandsbauteil und das zweite feste Widerstandsbauteil entweder den gleichen Widerstand oder Widerstände in dergleichen Größenordnung haben, wobei der Widerstand des ersten temperaturempfindlichen Widerstandbauteils bei normaler Temperatur um eine Größenordnung niedriger ist als der Widerstand des ersten festen Widerstandsbauteils und der Widerstand des zweiten temperaturempfindlichen Widerstandsbauteils bei der normalen Temperatur um eine Größenordnung größer ist als der des zweiten festen Widerstandsbauteils.
- Das erste temperaturempfindliche Widerstandsbauteil und das zweite temperaturempfindliche Widerstandsbauteil können Thermistoren sein.
- Das Verstärkungsbauteil des FET-Verstärkers kann ein LDMOS-FET (lateral diffundierter MOS Feldeffekttransistor) sein.
- Der kompensierbare Temperaturbereich kann sich mindestens von -10°C bis auf +80°C erstrecken.
- Der FET-Verstärker mit Temperaturkompensationsschaltung nach der Erfindung hat den Vorteil, dass er die Drainstromstärke des LDMOS-FET-Verstärkers konstant halten kann und damit die Verschlechterung der Verzerrungsempfindlichkeit minimieren kann, indem ein Schaltungsnetzwerk bereitgestellt wird, bei dem mindestens zwei Stufen eines Paars von festen Widerstandsbauteilen und temperaturempfindlichen Widerstandsbauteilen, die jeweils parallel geschaltet sind, in Reihe in einer Gate-Vorspannungsschaltung geschaltet sind.
- Diese und andere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende detaillierte Beschreibung im Zusammenhang mit den beigelegten Zeichnungen offensichtlich, bei denen:
- Fig. 1 eine FET-Temperaturkompensationsschaltung mit einem herkömmlichen Thermistor darstellt;
- Fig. 2 eine andere herkömmliche FET-Temperaturkompensationsschaltung ist;
- Fig. 3 ein Kennlinienschaubild ist, das Schwankungen in dem Drainstrom relativ zu der Gatespannung eines LDMOS-FET zeigt, wenn die Umgebungstemperatur beim Betrieb konstant gehalten wird;
- Fig. 4 die Kennlinien der Kreuzmodulationsverzerrung dritten Grades relativ zu dem Drainstrom des LDMOS-FET-Verstärkers zeigt;
- Fig. 5 Schwankungen in der Gatespannung zeigt, die notwendig sind, um den Drainstrom die ganze Zeit unabhängig von der Betriebstemperatur konstant zu halten;
- Fig. 6 einen LDMOS-FET-Verstärker mit einer Temperaturkompensationsschaltung nach der Erfindung zeigt;
- Fig. 7 temperaturabhängige Schwankungen in dem Widerstand des Thermistors zeigt;
- Fig. 8 den kombinierten Widerstand der ersten und zweiten parallelen Verbindungen und ihren Reihenwiderstand relativ zu der Betriebstemperatur zeigt;
- Fig. 9 die Temperaturkompensationskennlinien der Erfindung zeigt;
- Fig. 10 ein Temperaturkompensationskennliniendiagramm ist, wobei einer der Thermistoren als ein festes Widerstandsbauteil angenommen wird; und
- Fig. 11 ein Temperaturkompensationskennliniendiagramm mit einer Temperaturkompensationsschaltung nach dem Stand der Technik ist, die auf den LDMOS-FET angewandt wird.
- Zuerst werden Schwankungen im Drainstrom erklärt, die von der Betriebsumgebungstemperatur eines LDMOS-FET abhängen. Fig. 3 ist ein Kennliniendiagramm, das Schwankungen in dem Drainstrom relativ zu der Gatespannung mit der Betriebsumgebungstemperatur Ta als Parameter zeigt. Vgs und Ids werden auf ihre entsprechenden Werte bei Ta = 1 + 25°C normiert. Wenn Vgs auf einem Normwert von 1 festgestellt wird, d. h. wenn keine Temperaturkompensation angelegt wird, wird entsprechend zu Fig. 4 der Drainstrom Ids soviel wie von -38% bei Ta = -10°C bis +71% bei Ta = +80°C schwanken.
- Als nächstes wird die Verzerrungsempfindlichkeit des LDMOS-FET erklärt. Fig. 4 stellt ein Beispiel der Kennlinien der Kreuzmodulationsverzerrung dritten Grades (IM3) des LDMOS-FET dar. Wie Fig. 4 zeigt, gibt es einen Wert des Drainstroms Ids, bei dem IM3 minimiert (optimiert) ist, und IM3 steigt steil an, wenn dieser Drainstrom Ids abfällt. Selbst wenn die Verzerrungsempfindlichkeit auf den optimalen Punkt bei der Standardbetriebsumgebungstemperatur (Ta = +25°C) unter einer Bedingung, bei der die Gatespannung Vgs fest ist, eingestellt wird, wird daher die Verzerrungsempfindlichkeit von dem optimalen Punkt abweichen und sich auf der Seite der niedrigen Temperatur verschlechtern, bei der die Betriebsumgebungstemperatur niedrig ist und ein Abfall in dem Drainstrom Ids auftritt.
- Aus dem vorgenannten ist ersichtlich, dass um die Verzerrungsempfindlichkeit des LDMOS-FET-Verstärkers an seinem optimalen Punkt in dem Bereich der Betriebsumgebungstemperatur zu halten, es unerläßlich ist, die Gatespannung Vgs so zu steuern, dass der Drainstrom Ids konstant gehalten wird. Fig. 5, das eine modifizierte Version von Fig. 3 ist, ist ein Kennliniendiagramm, das die Abweichungen in der Gatespannung zeigt, um den Drainstrom die ganze Zeit ungeachtet von Veränderungen in der Betriebsumgebungstemperatur konstant zu halten. Fig. 5 zeigt, dass der Drainstrom Ids in einem großen Bereich der Betriebsumgebungstemperatur konstant gehalten werden kann, indem die Gatespannung Vgs einer primären (linearen) Kompensation relativ zu der Betriebsumgebungstemperatur unterworfen wird.
- Als nächstes wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf eine Zeichnung beschrieben. Fig. 6 ist ein Blockdiagramm, das einen FET-Verstärker in einem Ausführungsmodus der Erfindung darstellt.
- Das in Fig. 6 gezeigte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist einen LDMOS-FET 1 und eine Temperaturkompensationsschaltung 2 auf. Die Temperturkompensationsschaltung 2 ist wird aus einer Schaltung, bei der eine erste parallele Verbindung 27 eines festen Widerstandsbauteiles 21 und eines temperaturempfindlichen Widerstandbauteiles 23 und eine zweite parallele Verbindung 28 eines festen Widerstandbauteiles 22 und eines temperaturempfindlichen Widerstandbauteiles 24 in Reihe geschaltet sind, und aus festen Widerstandsbauteilen 25 und 26 gebildet.
- Als nächstes wird der Betrieb des FET-Verstärkers in dem Durchführungsmodus der ErFmdung beschrieben.
- Unter Bezug auf Fig. 6 wird an dem LDMOS-FET 1, dessen Sourceanschluß geerdet ist, eine Gatespannung Vgs von einem Gatevorspannungsanschluß 3 über die Temperaturkompensationsschaltung 2 und eine Drosselspule angelegt. Weiterhin wird eine Drainstrom Vds von einem Drainvorspannungsanschluß 4 über eine Drosselspule angelegt.
- Die in Fig. 6 gezeigte Schaltung arbeitet als ein sourcegeerdeter Verstärker. Die Gatespannung Vgs des LDMOS-FET ist ein Wert, der sich durch die Teilung der Spannung ergibt, die an den Gatevorspannungsanschluß durch die serielle Schaltung der festen Widerstandsbauteile 25 und 26 und der zwei parallelen Verbindungen ergibt.
- Die Widerstände der festen Widerstandsbauteile und der temperaturempfindlichen Widerstandsbauteile, die die ersten und zweiten parallelen Verbindungen der Temperaturkompensationsschaltung 2 bilden, werden wie folgt eingestellt. Die Widerstände der festen Widerstandsbauteile 21 und 22 werden eingestellt, gleich zu sein oder dieselbe Größenordnung zu haben, und die Widerstände der temperaturempfindlichen Widerstandsbauteile 22 und 24 werden eingestellt, eine Kombination aus einem um eine Größenordnung größeren Wert und einem um eine Größenordnung kleineren Wert als die der festen Widerstandsbauteile 21 oder 22 bei dem Standardpegel (+25°C) in dem Bereich der Betriebsumgebungstemperatur zu sein. Die Widerstände der festen Widerstandsbauteile 25 und 26 werden geeignet so eingestellt, um die Gatespannung des LDMOS-FET 1 für eine geeignete Temperaturkompensation zu steuern.
- Als nächstes wird der Betrieb der Temperaturkompensation in diesem Ausführungsmodus der Erfindung beschrieben.
- Hier wird ein Beispiel der Temperaturabhängigkeit eines typischen Thermistors als ein temperaturempfindliches Widerstandsbauteil in Fig. 7 dargestellt.
- Der Widerstand des Thermistors ist normiert auf die Standardtemperatur von +25°C dargestellt. Der Widerstand bei -40°C ist um eine Größenordnung höher als bei +25°C, während der Widerstand bei +120°C um eine Größenordnung niedriger ist als bei +25°C.
- Bei der folgenden Beschreibung wird zur Vereinfachung des Verständnisses angenommen, dass die Widerstände der festen Widerstandsbauteile 21 und 22 den gleichen Wert (Ra) aufweisen. Weiterhin wird angenommen, dass bei der Standardbetriebsumgebungstemperatur Ta von 25°C der Widerstand des festen Widerstandsbauteils 21 so eingestellt ist, dass der Widerstand des Thermistors 23 um eine Größenordnung kleiner als der des festen Widerstandsbauteils 21 ist und dass der Widerstand des festen Widerstandsbauteiles 22 so eingestellt ist, dass der Widerstand des Thermistors 24 um eine Größenordnung größer als der des festen Widerstandsbauteiles 22 ist.
- Zuerst wird der kombinierte Widerstand der ersten parallelen Verbindung 27 (das feste Widerstandsbauteil 21 und der Thermistor 23) im wesentlichen durch den Widerstand (Ra/10) des Thermistors 23 bei der Standardbetriebsumgebungstemperatur Ta von +25°C bestimmt.
- Weil der Widerstand des Thermistors 23 bei einer niedrigen Betriebsumgebungstemperatur Ta von -40°C um ungefähr eine Größenordnung größer als bei der Standardbetriebsumgebungstemperatur Ta von +25°C ist, haben die Widerstände des festen Widerstandsbauteiles 21 und die des Thermistors 23 dieselbe Größenordnung und der kombinierte Widerstand der ersten parallelen Verbindung 27 wird ungefähr die Hälfte (Ra/2) des festen Widerstandsbauteiles 21 betragen. Weil der Widerstand des Thermistors 23 bei einer hohen Betriebsumgebungstemperatur Ta von +120°C hingegen um ungefähr eine Größenordnung kleiner als bei der Standardbetriebsumgebungstemperatur Ta von +25°C ist, wird er um zwei Größenordnungen kleiner, mit dem Ergebnis, dass der kombinierte Widerstand der ersten parallelen Verbindung 27 durch den Widerstand (Ra/100) des Thermistors 23 bestimmt wird.
- Ähnlich wird der kombinierte Widerstand der zweiten parallelen Verbindung 28 (das feste Widerstandsbauteil 22 und der Thermistor 24) im wesentlichen durch den Widerstand (Ra) des festen Widerstandbauteiles 22 bei der Standardbetriebsumgebungstemperatur Ta von +25°C bestimmt.
- Weil der Widerstand des Thermistors 24 bei einer niedrigen Betriebsumgebungstemperatur Ta von -40°C ungefähr eine Größenordnung größer als bei der Standardbetriebsumgebungstemperatur Ta von +25°C ist, wird er um zwei Größenordnungen größer als der des festen Widerstandsbauteiles 22 mit dem Ergebnis, dass der kombinierte Widerstand des parallelen Teils durch den Widerstand (Ra) des festen Widerstandsbauteiles 22 bestimmt wird. Weil hingegen bei einer hohen Temperatur Ta von +120°C der Widerstand des Thermistors 23 um ungefähr eine Größenordnung kleiner als bei der Standardbetriebsumgebungstemperatur Ta von +25° wird, haben der Widerstand des festen Widerstandsbauteiles 22 und der des Thermistors 24 dieselbe Größenordnung, ungefähr der halbe (Ra/2) Widerstand bei der Standardtemperatur.
- Diese Beschreibung zeigt, dass der serielle kombinierte Widerstand (Rp1 + Rp2) der ersten parallelen Verbindung (mit einem Widerstand von Rp1), die aus dem festen Widerstandsbauteil 21 und dem Thermistor 23 besteht, und der zweiten parallelen Verbindung (mit einem Widerstand von Rp2) des festen Widerstandsbauteile 22 und des Thermistors 24 Temperaturkennlinien aufweisen, die wie in Fig. 8 gezeigt eine primäre Neigung relativ zu der Betriebsumgebungstemperatur Ta bilden.
- Fig. 9 zeigt die ermittelten Vgs-Werte der Gatespannung, die mittels einer Temperturkompensationsschaltung erhalten wurde, für die die festen Widerstandsbauteile 25 und 26 geeignet ausgewählt wurden. In diesem Diagramm wird der erforderliche Pegel der Gatespannung Vgs um den Drainstrom Ids konstant zu halten, der von Fig. 3 erhalten wird, überlappt. Nach Fig. 9 stimmen die beiden Kurven gut miteinander überein, was darauf hinweist, dass die Temperaturkompensation in dem Bereich der Betriebsumgebungstemperatur Ta von -10°C bis +80°C erreicht werden kann.
- Fig. 10 ist ein Temperaturkompensationskennliniendiagramm, wobei angenommen wird, dass einer der Thermistoren 23 und 24 in der Schaltung von Fig. 8 ein festes Widerstandsbauteil ist und nur der andere sich mit der Temperatur verändert.
- Fig. 10 zeigt, dass die erste parallele Verbindungseinheit (das feste Widerstandsbauteil 21 und der Thermistor 23) zu der linearen Kompensation in dem Niedertemperaturbereich und dass die zweite parallele Verbindungseinheit (das feste Widerstandselement 22 und der Thermistor 24) zu der linearen Kompensation in dem Obertemperaturbereich beitragen.
- Um die Effektivität der vorliegenden Erfindung zu betonen, sind hierauf die Temperaturabhängigkeit der Gatespannung der Temperaturkompensationsschaltung mit einem Thermistor nach dem in Fig. 1 gezeigten Stand der Technik in Fig. 11 graphisch dargestellt. In Fig. 11 sind die abgeschätzten Pegel der Gatespannung, die durch die Temperaturkompensationsschaltung während der Temperaturschwankung erzeugt werden, in der Kurve mit den weißen Kreisen dargestellt. Wiederum ist der erforderliche Pegel der Gatespannung um Ids ungeachtet von Temperaturschwankungen konstant zu halten, in einer Kurve (durchgezogene Linien) dargestellt, die die schwarzen Rechtecke verbinden. Somit beträgt der Temperaturbereich, in dem die zwei Kurven übereinanderliegen, nämlich der Temperaturbereich, in dem lineare Kompensation möglich ist, ungefähr 30°C. Für die Temperaturkompensationsschaltung nach dem in Fig. 1 gezeigten Stand der Technik ist es schwierig, die Gatespannung in einem großen Temperaturbereich zu kompensieren.
- Wie vorgehend beschrieben ist es nach der vorliegenden Erfindung möglich, genau die Temperaturkompensation zu erreichen, welche die Verschlechterung der Verzerrungsempfindlichkeit eines LDMOS-FET-Verstärkers minimiert, in dem geeignet die Temperaturkennlinien oder der Widerstand der temperaturempfindlichen Widerstandsbauteile und der Widerstand der festen Widerstandsbauteile 21 und 22, die parallel verbunden sind, und die Widerstände der festen Widerstandsbauteile 25 und 26, die in Reihe geschaltet sind, ausgewählt werden.
- Obwohl die vorgehende Beschreibung vorschlägt, dass die Temperaturkompensation durch die Temperaturkompensationsschaltung nach der Erfindung auf die Standardbetriebsumgebungstemperatur Ta von +25°C zentriert wird, kann sie auf jede andere gewünschte Temperatur angewandt werden.
- Wie ausgeführt, ist es mit der Temperaturkompensationsschaltung und dem FET-Verstärker nach der Erfindung möglich, die Drainstromstärke des LDMOS-FET-Verstärkers konstant zu halten, was den Vorteil einer Minimierung der Verschlechterung der Verzerrungsempfindlichkeit ergibt, indem ein Schaltungsnetzwerk bereitgestellt wird, in dem mindestens zwei Stufen eines Paares von festen Widerstandsbauteilen und von temperaturempfindlichen Widerstandsbauteilen, die jeweils parallel geschaltet sind, in Reihe in einer Gatevorspannungsschaltung geschaltet werden.
- Während die vorliegende Erfindung unter Bezug auf ein bestimmtes bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, versteht es sich, dass der Gegenstand, der durch die vorliegende Erfindung umfaßt wird, nicht auf diese spezifische Ausführungsform beschränkt wird. Es ist hingegen beabsichtigt, alle Alternativen, Modifikationen und Äquivalente einzuschließen, die von dem Geist und dem Umfang der folgenden Ansprüche eingeschlossen werden können.
Claims (7)
1. FET-Verstärker mit einem FET als Verstärkungsbauteil, der eine
Temperaturkompensationsschaltung aufweist, um die Gatespannung des FET-Bauteiles einer
Temperaturkompensation zu unterziehen, wobei:
die Temperaturkompensatiosschaltung die Gatespannung so kompensiert, dass der
Drainstrom des FET-Bauteiles auf einer vorgeschriebenen Stromstärke gegen
Veränderungen in der Umgebungstemperatur konstant gehalten wird.
2. FET-Verstärker nach Anspruch 1, wobei:
die vorgeschriebene Stromstärke des Drainstroms eine Stromstärke ist, bei der die
Kreuzmodulationsverzerrung dritten Grades in der Ausgangsleistung des FET-Verstärkers
minimiert wird.
3. FET-Verstärker nach Anspruch 1, wobei: die Temperaturkompensationsschaltung
aufweist:
eine Widerstandsschaltung, bei der eine erste parallele Schaltung, die durch ein erstes festes Widerstandsbauteil, dessen Widerstand nicht in Abhängigkeit von der Temperatur variiert, und ein erstes temperaturempfindliches Widerstandsbauteil, dessen Widerstand in Abhängigkeit von der Temperatur variiert, gebildet ist, und eine zweite parallele Schaltung, die durch ein zweites festes Widerstandsbauteil und ein zweites temperaturempfindliches Widerstandsbauteil gebildet ist, in Reihe geschaltet sind, und
ein drittes festes Widerstandsbauteil, wobei:
eine Spannung durch die Widerstandsschaltung und das dritte feste Widerstandsbauteil geteilt wird und als die Gatespannung angelegt wird.
eine Widerstandsschaltung, bei der eine erste parallele Schaltung, die durch ein erstes festes Widerstandsbauteil, dessen Widerstand nicht in Abhängigkeit von der Temperatur variiert, und ein erstes temperaturempfindliches Widerstandsbauteil, dessen Widerstand in Abhängigkeit von der Temperatur variiert, gebildet ist, und eine zweite parallele Schaltung, die durch ein zweites festes Widerstandsbauteil und ein zweites temperaturempfindliches Widerstandsbauteil gebildet ist, in Reihe geschaltet sind, und
ein drittes festes Widerstandsbauteil, wobei:
eine Spannung durch die Widerstandsschaltung und das dritte feste Widerstandsbauteil geteilt wird und als die Gatespannung angelegt wird.
4. FET-Verstärker nach Anspruch 1, wobei:
das erste feste Widerstandsbauteil und das zweite feste Widerstandsbauteil entweder den gleichen Widerstand oder die gleiche Größenordnung des Widerstandes haben, der Widerstand des ersten temperaturempfindlichen Widerstandsbauteiles bei der normalen Temperatur um eine Größenordnung kleiner als der Widerstand des ersten festen Widerstandsbauteiles ist, und
der Widerstand des zweiten temperaturempfindlichen Widerstandsbauteiles bei der normalen Temperatur um eine Größenordnung größer als der des zweiten festen Widerstandsbauteiles ist.
das erste feste Widerstandsbauteil und das zweite feste Widerstandsbauteil entweder den gleichen Widerstand oder die gleiche Größenordnung des Widerstandes haben, der Widerstand des ersten temperaturempfindlichen Widerstandsbauteiles bei der normalen Temperatur um eine Größenordnung kleiner als der Widerstand des ersten festen Widerstandsbauteiles ist, und
der Widerstand des zweiten temperaturempfindlichen Widerstandsbauteiles bei der normalen Temperatur um eine Größenordnung größer als der des zweiten festen Widerstandsbauteiles ist.
5. FET-Verstärker nach Anspruch 1, wobei: das erste temperaturempfindliche
Widerstandsbauteil und das zweite temperaturempfindliche Widerstandsbauteil Thermistoren
sind.
6. FET-Verstärker nach Anspruch 1, wobei: das Verstärkungsbauteil des FET-
Verstärkers ein LDMOS-FET (lateral diffundierter FET Transistor) ist.
7. FET-Verstärker nach Anspruch 1, wobei: der kompensierbare Temperaturbereich
sich mindestens von -10°C bis +80°C erstreckt.
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