DE10393719T5

DE10393719T5 - Adaptive Bias-Steuerschaltung für Hochfrequenzleistungsverstärker

Info

Publication number: DE10393719T5
Application number: DE10393719T
Authority: DE
Inventors: Enver Lake Zurich Krvavac
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Solutions Inc
Priority date: 2002-11-14
Filing date: 2003-11-10
Publication date: 2005-12-29
Also published as: TW200410485A; MXPA05005187A; WO2004047351A2; US6819180B2; WO2004047351A3; AU2003290830A8; US20040095193A1; WO2004047351B1; TWI264175B; AU2003290830A1

Abstract

Adaptive Bias-Steuerschaltung zur Verwendung in einem Hochfrequenz-Leistungsverstärker (HF-Leistungsverstärker), wobei der HF-Leistungsverstärker einen Eingang zum Empfangen eines Eingangssignals mit einer variierenden Amplitude, einen Ausgang, einen ersten Transistor mit einem ersten, einem zweiten und einem dritten Anschluss und eine Mehrzahl von Betriebsverhaltenscharakteristiken aufweist, die auf einen Ruhebetriebspunkt ansprechen, der durch einen Bias-Strom in dem HF-Leistungsverstärker festgelegt wird, wobei die Bias-Steuerschaltung umfasst:
eine erste Schaltung, die an den HF-Leistungsverstärker gekoppelt ist, zum Empfangen eines Teils des Eingangssignals;
einen zweiten Transistor zum Erzeugen eines gleichgerichteten Signals von dem Teil des Eingangssignals, wobei das gleichgerichtete Signal bewirkt, dass der Bias-Strom als Funktion der Amplitude des Eingangssignals gesteuert wird, wobei der zweite Transistor einen ersten und einen zweiten Anschluss, die miteinander verbunden sind und an die ersten Schaltung gekoppelt sind, und einen dritten Anschluss aufweist, der an eine feste Spannung gekoppelt ist.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldungen
Die vorliegende Erfindung ist eine teilweise Fortsetzung der anhängigen US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 10/294,138, eingereicht am 14. November 2002, für eine ADAPTIVE BIAS-STEUERSCHALTUNG FÜR HOCHFREQUENZLEISTUNGSVERSTÄRKER.
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Hochfrequenzleistungsverstärker (HF-Leistungsverstärker) und insbesondere eine Schaltung, um zu bewirken, dass ein Bias-Strom in dem HF-Leistungsverstärker als Funktion eines Eingangssignals in den HF-Leistungsverstärker mit variierender Amplitude gesteuert wird.
Hintergrund der Erfindung
Hochfrequenz-Leistungsverstärker (HF-Leistungsverstärker) werden in einer breiten Palette von Kommunikations- und anderen elektronischen Anwendungen verwendet. Diese Verstärker sind aus einer oder mehreren kaskadierten Verstärkerstufen aufgebaut, wobei jede den Pegel des auf den Eingang der jeweiligen Stufe angewandten Signals um einen Betrag erhöht, der als Stufenverstärkung bekannt ist. Im Idealfall ist die Übertragung vom Eingang zum Ausgang jeder Stufe linear, d. h., eine perfekte Nachbildung des Eingangssignals erscheint, hinsichtlich der Amplitude vergrößert, am Verstärkerausgang. In der Realität jedoch weisen alle Leistungsverstärker einen gewissen Grad an Nichtlinearität in ihrer Übertragungscharakteristik auf. Diese Nichtlinearität beeinflusst andererseits verschiedene Verstärkerbetriebseigenschaften wie etwa das Verstärkungsverhalten, das Intermodulationsverhalten und die Effizienz.
Nichtlineare Verstärkerübermittlungseigenschaften sind die Ursache für ein Phänomen, das hier und im Folgenden als Verstärkungsexpansion ("gain expansion") bezeichnet wird. Die Verstärkungsexpansion wird durch die Veränderung der Basis-Emitter-Spannung des Verstärkers aufgrund einer Gleichrichtung der Eingangssignalleistung in dem Basis-Emitter-Übergang bewirkt. Tatsächlich verändert die Eingangssignalleistung für einen HF-Leistungsverstärker den Ruhebetriebspunkt des Verstärkers. Als Ergebnis erhöht sich die Verstärkung des HF-Leistungsverstärkers als Funktion der Eingangssignalleistung, wodurch das Verstärkungsexpansionsphänomen verursacht wird. Die Verstärkungsexpansion ist üblicherweise eine von HF-Leistungsverstärkern gezeigte unerwünschte Eigenschaft. Dies trifft besonders dann zu, wenn der Verstärker über einen großen Dynamikbereich an Eingangssignalen arbeiten muss, wie die linearen Mehrtonleistungsverstärker, die in dem US-Patent Nr. 5,307,022 mit dem Titel HIGH DYNAMIC RANGE MODULATION INDEPENDENT FEED FORWARD AMPLIFIER NETWORK offenbart sind und welches dem Anmelder der vorliegenden Anmeldung übertragen ist. In derartigen Mehrtonanwendungen wird eine konstante Verstärkerverstärkung über einen großen Dynamikbereich an Eingangssignalen benötigt.
Die gleiche Nichtlinearität bewirkt eine Verzerrung des Ausgangssignals des Verstärkers, so dass es nicht mehr eine perfekte Nachbildung des Eingangssignals ist. Diese Verzerrung erzeugt störende Signalkomponenten, die als Intermodulationsprodukte bekannt sind. Intermodulationsprodukte sind üblicherweise unerwünscht, da sie Interferenz, Übersprechen und schädliche Effekte auf das Verhalten eines Systems verursachen, das den Verstärker einsetzt. Bemerkenswert ist, dass die Quantität der Intermodulationsprodukte, die von dem Verstärker erzeugt werden, direkt proportional zu der auf den Eingang des Verstärkers angewendeten Signalsstärke ist.
Eine weitere Betriebscharakteristik von HF-Leistungsverstärkern, die durch nichtlineare Übertragung behindert wird, ist die Effizienz des Verstärkers. Definitionsgemäß wird die Effizienz des Verstärkers durch POUT/PIN bestimmt. Je effizienter ein Verstärker ist, desto weniger Eingangsleistung benötigt er, um einen gewünschten Ausgangspegel zu erreichen. Da die Verstärkungsexpansion dazu neigt, den Ausgangsleistungspegel des Verstärkers zu verzerren, be sitzt sie die unerwünschte Auswirkung, die Effizienz eines Verstärkers bei niedrigen Ausgangsleistungen zu erniedrigen.
Demgemäß weist der Stand der Technik verschiedene Verfahren und Vorrichtungen auf, die für die Verbesserung einer oder mehrerer Betriebscharakteristiken, üblicherweise auf Kosten des Verstärkers, entwickelt sind. Es sollte klar sein, dass die Optimierung hinsichtlich eines beliebigen Parameters im Gegenzug die anderen beeinflusst, da alle eng untereinander verbunden sind. Während demnach ein niedriges Einstellen des Ruhebetriebspunktes des Verstärkers tendenziell die Effizienz des Verstärkers, das Intermodulationsverhalten und den Sättigungspunkt verbessert, beeinträchtigt es trotzdem die verfügbare maximale Verstärkung und die Flachheit der Verstärkung des Verstärkers (konstante Verstärkung über einen großen Dynamikbereich). Während umgekehrt das höhere Einstellen des Ruhebetriebspunktes des Verstärkers tendenziell die verfügbare maximale Verstärkung und die Flachheit der Verstärkung des Verstärkers verbessert, beeinträchtigt es trotzdem die Effizienz des Verstärkers, das Intermodulationsverhalten und den Sättigungspunkt. Zusätzlich können eine oder mehrere der Betriebsverhaltenscharakteristiken des HF-Leistungsverstärkers durch die Temperatur beeinflusst werden. Der oben genannte Stand der Technik jedoch benötigt zusätzliche Schaltkreise für die Temperaturkompensation.
Es wäre demgemäß extrem vorteilhaft, eine Kompensationsschaltung vorzusehen, die in der Lage ist, die Betriebscharakteristiken eines HF-Leistungsverstärkers über einen großen Dynamikbereich von Eingaben und über die Temperatur auszugleichen, so dass der HF-Leistungsverstärker eine op timale Linearität erreicht, während er die Nachteile des Standes der Technik vermeidet. Das US-Patent Nr. 5,311,143 mit dem Titel RF AMPLIFIER BIAS CONTROL METHOD AND APPARATUS offenbart eine Bias-Steuerschaltung, die den geeigneten Arbeitspunkt relativ zu der mittleren Leistungsausgabe des HF-Leistungsverstärkers verändert. Diese Schaltung benötigt jedoch mehrere Schaltungskomponenten, welche die Einhüllende des Eingangssignals verfolgen, um den Arbeitspunkt als Funktion der Einhüllenden zu verändern. Darüber hinaus benötigt die im US-Patent Nr. 5,311,143 offenbarte Schaltung zusätzliche Schaltkreise für die Temperaturkompensation.
Es existiert demnach ein Bedarf nach einer einfachen, raumsparenden, leistungseffizienten und kostensparenden Schaltung, die den Arbeitspunkt eines HF-Leistungsverstärkers als Funktion des Eingangssignals steuert und die auch den Vorteil einer Temperaturkompensation aufweist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es wird jetzt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren beschrieben.
1 veranschaulicht ein Diagramm eines HF-Leistungsverstärkernetzwerks gemäß der vorliegenden Erfindung; und
2 veranschaulicht die Übertragungsfunktion der in 1 veranschaulichten Bias-Steuerschaltung.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Es sollte klar sein, dass aus Gründen der Einfachheit und Klarheit der Darstellung in den Figuren gezeigte Elemente nicht notwendigerweise maßstabsgetreu gezeichnet sind. Beispielsweise sind die Abmessungen einiger der Elemente relativ zu den anderen übertrieben. Des Weiteren wurden, wo es für geeignet erachtet wurde, Bezugszeichen in den Figuren wiederholt, um entsprechende Elemente anzuzeigen.
Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Diagramm eines Hochfrequenz-Leistungsverstärkernetzwerks 100 (HF-Leistungsverstärkernetzwerk) gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Üblicherweise, aber nicht notwendigerweise, ist das Netzwerk 100 eine einzelne Stufe in einem Leistungsverstärkersystem, das beispielsweise in einem Kommunikationssystem verwendet wird, wobei das Leistungsverstärkersystem eine Mehrzahl von kaskadierten Leistungsverstärkernetzwerken, wie das in 1 veranschaulichte, umfasst. Die Netzwerksignalgebung erwartet vorzugsweise sowohl mit niedriger Bandbreite modulierte Signale als auch mit hoher Bandbreite modulierte Signale, wie etwa beispielsweise ein FDMA-Format ("FDMA = Frequency Division Multiple Access"/Frequenzvielfachzugriff) und/oder ein CDMA-Format ("CDMA = Code Division Multiple Access"/Codevielfachzugriff). Zusätzlich dazu, dass sie mehrere Modulationsformate umfasst, ist die erwartete Signalgebungsumgebung des HF-Leistungsverstärkernetzwerks 100 des Weiteren durch Eingangssignale gekennzeichnet, die einen großen und dynamischen Bereich von Eingangsleistungspegeln (oder Amplituden) aufweisen.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1 umfasst das HF-Leistungsverstärkernetzwerk 100 einen HF-Leistungsverstärker mit einer Mehrzahl von Betriebsverhaltenscharakteristiken, die auf einen Ruhebetriebspunkt ansprechen. Der HF-Leistungsverstärker umfasst einen Transistor 110. Vorzugsweise ist der Transistor 110 ein lateral doppeldiffundierter Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor (LDMOS-FET, "LDMOS = Lateral Double-diffused Metal-Oxid Semiconductor") dessen Source an eine feste Spannung gekoppelt ist, vorzugsweise ein Massepotential. Der HF-Leistungsverstärker umfasst des Weiteren einen Eingangsanschluss 112 zum Empfangen des Eingangssignals und vorzugsweise eine Eingangsanpassungsschaltung 114, die zwischen den Eingang 112 und dem Gate des Transistors 110 gekoppelt ist, um tatsächlich die Eingangsleistung von der Source-Last (nicht abgebildet) an den Transistor 110 zu liefern. Der HF-Leistungsverstärker umfasst weiterhin einen Ausgangsanschluss 116 und vorzugsweise eine Ausgangsanpassungsschaltung 118, die zwischen den Ausgang 116 und dem Drain des Transistors 110 gekoppelt ist, um tatsächlich die Ausgangsleistung von dem Transistor 110 an eine Ausgangslast (nicht abgebildet) zu liefern.
Das HF-Leistungsverstärkernetzwerk 100 umfasst weiterhin eine adaptive Bias-Steuerschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Bias-Steuerschaltung umfasst die Schaltung 120, die vorzugsweise an die Verbindung ("junction") der Eingangsanpassung 114 und des Gates des Transistors 110 gekoppelt ist. Vorzugsweise umfasst die Schaltung 120 einen Widerstand 121. Die Schaltung 120 kann auch stattdessen eine Induktivität oder etwas Ähnliches umfassen, vorzugsweise ein passives Netzwerk, das die gewünschte Funktionalität zur Verfügung stellt. Die Bias-Steuerschaltung umfasst des Weiteren einen Transistor 122, der auch vorzugsweise ein LDMOS-FET ist, der vorzugsweise einen kleinen Bruchteil der Größe des Transistors 110 ausmacht, idealerweise 1/100 der Größe, um hinsichtlich des Leistungsverbrauchs möglichst effektiv zu sein.
Der Transistor 122 ist in Gate-Schaltung/Drain-Schaltung verbunden und seine Source ist an eine feste Spannung gekoppelt, vorzugsweise ein Massepotential. Darüber hinaus ist idealerweise die Source des Transistors 122 an eine feste Spannung gekoppelt, die gleich der oder im Wesentlichen die gleiche wie die feste Spannung ist, die an die Source des Transistors 110 gekoppelt ist. Dem ist so, um die zwei Transistoren einigermaßen gut anzupassen, zum Zweck der Temperaturverfolgung, die untenstehend detailliert diskutiert wird. Die Verbindung von Gate und Drain des Transistors 122 ist weiterhin an die Schaltung 120 gekoppelt. Schließlich umfasst die Bias-Steuerschaltung vorzugsweise eine Schaltung 124. Die Schaltung 124 umfasst vorzugsweise einen Widerstand 126 und eine DC-Spannungsquelle 128, die seriell an die Verbindung von Gate und Drain des Transistors 122 gekoppelt ist. Dem Durchschnittsfachmann jedoch wird klar sein, dass die Schaltung 124 zusätzliche Komponente zum Durchführen der gleichen Funktionalität umfassen kann.
Das HF-Leistungsverstärkernetzwerk 100 funktioniert vorzugsweise wie folgt. Vor dem Empfang des Eingangssignals am Eingangsanschluss 112 werden der Widerstand 126 und die Spannungsquelle 128 dazu verwendet, einen vorgegebenen Drain-Strom durch den Transistor 122 einzustellen. Dieser Drain-Strom durch den Transistor 122 wiederum bewirkt eine DC-Bias-Spannung, Vbias, die über die Schaltung 120 an das Gate des Transistors 110 gekoppelt wird, um den Ruhebetriebspunkt des HF-Leistungsverstärkers einzustellen, der in dem Fall eines LDMOS-FET mittels eines Bias-Stroms I_DQ in dem Drain des Transistors 110 festgelegt wird. Die Werte des Widerstands 126 und der Spannungsquelle 128 werden so gewählt, dass sie einen I_DQ erzeugen, der bewirkt, dass der HF-Leistungsverstärker durch eine bestimmte Betriebsklasse gekennzeichnet ist. Beispielsweise kann der HF-Leistungsverstärker als Klasse A gekennzeichnet werden. In diesem Fall sind die Werte des Widerstandes 126 und der Spannungsquelle 128 vorzugsweise so gewählt, dass bewirkt wird, dass der HF-Leistungsverstärker mit optimaler Linearität arbeitet.
Wenn, wie obenstehend festgehalten, das Eingangssignal am Eingangsanschluss 112 beginnt empfangen zu werden, kann es bewirken, dass der Transistor 110 eine gewisse Nichtlinearität zeigt, beispielsweise aufgrund der Tatsache, dass das Eingangssignal eine variierende Amplitude aufweist. Die Bias-Steuerschaltung kompensiert eine derartige Nichtlinearität, indem sie Vbias, die Bias-Spannung an dem Gate des Transistors 110, einstellt, um den Bias-Strom I_DQ als Funktion der Amplitude des Eingangssignals zu steuern, um eine optimale Linearität aufrechtzuerhalten, wenn die Amplitude des Eingangssignals sich verändert. Insbesondere verursacht die Schaltung 110, dass ein Teil des Eingangssignals (durch die Größe des Widerstandes 121 bestimmt) an den Transistor 122 gekoppelt wird. Der Transistor 122 richtet diesen Teil des Eingangssignals gleich, so dass, wenn die Amplitude des Eingangssignals sich erhöht, dies bewirkt, dass der Transistor 122 Strom zieht und demnach bewirkt, dass sich die Bias-Spannung an dem Gate des Transistors 110 verringert, was den Bias-Strom I_DQ verringert. Umgekehrt, wenn die Amplitude des Eingangssignals sich verringert, bewirkt dies, dass der Transistor 122 weniger Strom zieht und bewirkt demnach, dass sich die Bias-Spannung an dem Gate des Transistors 110 erhöht, was wiederum den Bias-Strom I_DQ erhöht. In einem LDMOS-HF-Leistungsverstärker ist dies wünschenswert, da es bekannt ist, dass diese Art von Verstärkern einen härteren Arbeitspunkt bei niedrigerer Leistungsabgabe als bei einer Spitzenleistungsabgabe für einen Betrieb mit optimaler Linearität benötigen. Durch ein adaptives Steuern des Arbeitspunktes über die Einhüllende des Eingangssignals kann ein LDMOS-Leistungsverstärker so konfiguriert werden, dass er die Bedingung einer optimalen Linearität über die Einhüllende bei einer insgesamten Verbesserung der Effizienz aufweist.
2 veranschaulicht die Übermittlungsfunktion der in 1 veranschaulichten adaptiven Bias-Steuerschaltung. 2 zeigt die abnehmende Bias-Spannung, Vbias, an dem Gate des Transistors 110, wenn sich der Leistungspegel am Eingangsanschluss 112 erhöht, wodurch der Bias-Strom I_DQ als eine Funktion des Eingangsleistungspegels eingestellt wird, um den Ruhebetriebspunkt des Transistors 110 zu steuern, um die Gesamtlinearität und -effizienz des Transistors 110 zu optimieren.
Vorzugsweise sind viele der Komponenten des HF-Leistungsverstärkernetzwerks 100, die in 1 veranschaulicht sind, in einem IC-Chip ("IC = Intergrated Circuit") untergebracht. Das gestrichelte Rechteck 130 veranschaulicht diejenigen Komponenten des HF-Leistungsnetzwerks 100, die vorzugsweise auf dem gleichen IC-Chip untergebracht sind. Insbesondere ist der Transistor 110 auf dem IC-Chip und die Anpassungsschaltungen 114 und 118 können entweder auf oder nicht auf dem Chip sein. Vorzugsweise werden auch die Schaltung 120 und der Transistor 122 in der Bias-Steuerschaltung auf dem gleichen IC-Chip mit dem Transistor 110 hergestellt. Befinden sich sowohl der Transistor 110 als auch der Transistor 122 auf dem gleichen IC-Chip, ermöglicht dies der Bias-Steuerschaltung des 1, auch den gewünschten Arbeitspunkt fest gegenüber der Temperatur zu halten, da der Transistor 122 den Transistor 110 hinsichtlich der Temperatur verfolgt und in geeigneter Weise die Bias-Spannung für den Transistor 110 verändert. Der Schlüssel für die Temperaturverfolgung liegt darin, dass beide Transistoren auf dem gleichen IC-Chip sind, so dass ihre thermischen und elektrischen Charakteristiken im Wesentlichen die gleichen sind, unabhängig von der Temperatur und von Prozessvariationen.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass sie einen FET in der adaptiven Bias-Steuerschaltung verwendet, der schnell genug ist, um die Einhüllende des Eingangssignals zu verfolgen, wodurch keine komplexeren und teuren zusätzlichen Schaltkreise benötigt werden, die in dem Stand der Technik verwendet werden.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass die Bias-Steuerung in einem HF-Leistungsverstärker dadurch erreicht werden kann, dass eine adaptive Bias-Steuerschaltung verwendet wird, die ein einzelnes aktives Element und ein Minimum zusätzlicher passiver Elemente aufweist, was die Kosten für die Herstellung der Schaltung stark reduziert, verglichen mit dem Stand der Technik.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass, da die adaptive Bias-Steuerschaltung vorzugsweise sich auf dem gleichen Chip wie der HF-Leistungsverstärker befindet, so dass sowohl der Verstärkertransistor als auch der Bias-Steuerschaltungstransistor die gleichen elektrischen und thermischen Charakteristiken haben, die Bias-Steuerschaltung des Weiteren die Temperaturkompensation zur Verfügung stellt.
Während die Erfindung in Verbindung mit spezifischen Ausführungsformen derselben beschrieben wurde, werden dem Fachmann zusätzliche Vorteile und Modifikationen leicht in den Sinn kommen. Die Erfindung ist demnach in ihren breiteren Aspekten nicht auf die spezifischen Details, darstellenden Vorrichtungen und veranschaulichenden Beispiele beschränkt, die gezeigt und beschrieben wurden. Verschiedene Veränderungen, Modifikationen und Variationen können dem Fachmann im Lichte der vorangehenden Beschreibung offensichtlich sein. Beispielsweise wird der Fachmann feststellen, dass die vorliegende Erfindung modifiziert werden kann, wobei unterschiedliche Arten von Transistoren verwendet werden, einschließlich, aber nicht darauf beschränkt, Bipolar- und Galliumarsenid-Transistoren, die auch eine ähnliche Linearität gegenüber dem Bias-Verhalten wie LDMOS-FETs aufweisen oder wobei der HF-Leistungsverstärkertransistor und der Bias-Steuerschaltungstransistor jeweils Transistoren von unterschiedlichem Typ sind (wenn Temperaturbetrachtungen nicht betrachtet werden). Es sollte demnach klar sein, dass die Erfindung nicht auf die vorangehende Beschreibung beschränkt ist, sondern all diejenigen Veränderungen, Modifikationen und Variationen gemäß dem Geist und dem Geltungsbereich der angehängten Ansprüche umfasst.
Zusammenfassung
Eine adaptive Bias-Steuerschaltung zur Verwendung bei einem Hochfrequenz-Leistungsverstärker (HF-Leistungsverstärker), wobei der HF-Leistungsverstärker einen Eingang (112) zum Empfangen eines Eingangssignals mit einer variierenden Amplitude, einen Ausgang (116), einen ersten Transistor (110) und eine Mehrzahl von Betriebsverhaltenscharakteristiken aufweist, die auf einen Ruhebetriebspunkt ansprechen, der mittels eines Bias-Stroms in dem HF-Leistungsverstärker festgelegt wird, wobei die Bias-Steuerschaltung aufweist: eine erste Schaltung (120), die an den HF-Leistungsverstärker zum Empfangen eines Teils des Eingangssignals gekoppelt ist; und einen zweiten Transistor (122) zum Erzeugen eines gleichgerichteten Signals von dem Teil des Eingangssignals, wobei das gleichgerichtete Signal bewirkt, dass der Bias-Strom als Funktion der Amplitude des Eingangssignals gesteuert wird, wobei der zweite Transistor einen ersten und einen zweiten Anschluss, die miteinander verbunden und an die erste Schaltung gekoppelt sind und einen dritten Anschluss aufweist, der an eine feste Spannung gekoppelt ist.
1

Claims

Adaptive Bias-Steuerschaltung zur Verwendung in einem Hochfrequenz-Leistungsverstärker (HF-Leistungsverstärker), wobei der HF-Leistungsverstärker einen Eingang zum Empfangen eines Eingangssignals mit einer variierenden Amplitude, einen Ausgang, einen ersten Transistor mit einem ersten, einem zweiten und einem dritten Anschluss und eine Mehrzahl von Betriebsverhaltenscharakteristiken aufweist, die auf einen Ruhebetriebspunkt ansprechen, der durch einen Bias-Strom in dem HF-Leistungsverstärker festgelegt wird, wobei die Bias-Steuerschaltung umfasst: eine erste Schaltung, die an den HF-Leistungsverstärker gekoppelt ist, zum Empfangen eines Teils des Eingangssignals; einen zweiten Transistor zum Erzeugen eines gleichgerichteten Signals von dem Teil des Eingangssignals, wobei das gleichgerichtete Signal bewirkt, dass der Bias-Strom als Funktion der Amplitude des Eingangssignals gesteuert wird, wobei der zweite Transistor einen ersten und einen zweiten Anschluss, die miteinander verbunden sind und an die ersten Schaltung gekoppelt sind, und einen dritten Anschluss aufweist, der an eine feste Spannung gekoppelt ist.
Adaptive Bias-Steuerschaltung nach Anspruch 1, wobei der zweite Transistor einen Bruchteil der Größe des ersten Transistors ausmacht.
Adaptive Bias-Steuerschaltung nach Anspruch 1, wobei der zweite Transistor so konfiguriert ist, dass er im Wesentlichen die gleichen elektrischen und thermischen Charakteristiken wie der erste Transistor aufweist und wobei der HF-Leistungsverstärker in einem IC-Chip ("IC = Integrated Circuit") untergebracht ist und wobei der zweite Transistor auch in dem IC-Chip untergebracht ist, um zu bewirken, dass der erste und der zweite Transistor im Wesentlichen die gleichen elektrischen und thermischen Charakteristiken aufweisen.
Adaptive Bias-Steuerschaltung nach Anspruch 1, die weiterhin eine zweite Schaltung umfasst, die an den ersten Transistor gekoppelt ist, um anfänglich den zweiten Transistor mit einem Biasing zu versehen und um zu bewirken, dass der Bias-Strom vor dem Eingangssignal, das empfangen wird, eingestellt wird, wobei die zweite Schaltung einen Widerstand und eine Spannungsquelle umfasst, die seriell verbunden sind.
Adaptive Bias-Steuerschaltung nach Anspruch 1, wobei der erste und der zweite Transistor lateral doppeldiffundierte Metalloxid-Halbleiter-Transistoren ("LDMOS = Lateral Double-Diffused Metal-Oxide Semiconductor") sind und wobei jeweils der erste Anschluss ein Gate, jeweils der zweite Anschluss ein Drain und jeweils der dritte Anschluss eine Source sind, so dass der Bias-Strom der Drain-Strom des ersten Transistors ist, das gleichgerichtete Signal ein DC-Strom ist und das gleichgerichtete Signal bewirkt, dass die Spannung an dem Gate des ersten Transistors invers zu der Amplitude des Eingangssignals eingestellt wird, um den Bias-Strom zu steuern.
Adaptive Bias-Steuerschaltung nach Anspruch 1, wobei die erste Schaltung einen Widerstand umfasst, der zwischen den HF-Leistungsverstärker und der Verbindung des ersten und des zweiten Anschlusses des zweiten Transistors gekoppelt ist.
Adaptive Bias-Steuerschaltung nach Anspruch 1, wobei die zweite Schaltung eine Induktivität umfasst, die zwischen den HF-Leistungsverstärker und der Verbindung des ersten und des zweiten Anschlusses des zweiten Transistors gekoppelt ist.
Adaptive Bias-Steuerschaltung nach Anspruch 1, wobei die feste Spannung ein Massepotential ist.
Adaptive Bias-Steuerschaltung zur Verwendung in einem Hochfrequenz-Leistungsverstärker (HF-Leistungsverstärker), wobei der HF-Leistungsverstärker einen Eingang zum Empfangen eines Eingangssignals mit einer variierenden Amplitude, einen Ausgang, einen ersten Transistor und eine Mehrzahl von Betriebsverhaltenscharakteristiken aufweist, die auf einen Ruhebetriebspunkt ansprechen, der durch einen Bias-Strom in dem HF-Leistungsverstärker festgelegt wird, wobei die Bias-Steuerschaltung umfasst: eine erste Schaltung, die an den HF-Leistungsverstärker gekoppelt ist, zum Empfangen eines Teils des Eingangssignals; und einen zweiten Transistor zum Erzeugen eines gleichgerichteten Signals von dem Teil des Eingangssignals, wobei das gleichgerichtete Signal bewirkt, dass der Bias-Strom als Funktion der Amplitude des Eingangssignals gesteuert wird, wobei der zweite Transistor einen ersten und einen zweiten Anschluss, die miteinander verbunden sind und an die erste Schaltung gekoppelt sind und einen dritten Anschluss aufweist, der an ein Massepotential gekoppelt ist, wobei der HF-Leistungsverstärker in einem IC-Chip ("IC = Integrated Circuit"/Integrierte Schaltung) untergebracht ist und der zweite Transistor auch in dem IC-Chip untergebracht ist, um zu bewirken, dass der erste und der zweite Transistor im Wesentlichen die gleichen elektrischen und thermischen Charakteristiken aufweisen.
Hochfrequenz-Leistungsverstärkernetzwerk (HF-Leistungsverstärkernetzwerk) zur Verwendung in einer Kommunikationsvorrichtung, umfassend: einen HF-Leistungsverstärker, der so konfiguriert ist, dass er eine Mehrzahl von Betriebsverhaltenscharakteristiken zeigt, die auf einen Ruhebetriebspunkt ansprechen, der mittels eines Bias-Stroms in dem HF-Leistungsverstärker festgelegt wird, wobei der HF-Leistungsverstärker einen Eingang zum Empfangen eines Eingangssignals mit variierender Amplitude, einen Ausgang und einen ersten Transistor umfasst, der zwischen den Eingang und den Ausgang gekoppelt ist; und eine adaptive Bias-Steuerschaltung, die eine erste Schaltung, die an den HF-Leistungsverstärker gekoppelt ist, zum Empfangen eines Teils des Eingangssignals und einen zweiten Transistor, zum Erzeugen eines gleichgerichteten Signals von dem Teil des Eingangssignals, umfasst, wobei das gleichgerichtete Signal bewirkt, dass der Bias-Strom als Funktion der Amplitude des Eingangssignals gesteuert wird, wobei der zweite Transistor einen ersten und einen zweiten Anschluss, die miteinander verbunden sind und an die erste Schaltung gekoppelt sind und einen dritten Anschluss aufweist, der an eine feste Spannung gekoppelt ist.