TW201421900A - 電子系統、射頻功率放大器及其溫度補償方法 - Google Patents

Abstract

本發明實施例提供一種射頻功率放大器，射頻功率放大器包括加法電路、輸出級電路與差動電路。加法電路具有第一比值與第二比值，加法電路接收參考電壓與回授電壓並予以運算後輸出加法電壓，其中回授電壓為負溫度係數之電壓，參考電壓為具有正溫度係數之第一電壓與具負溫度係數之第二電壓之總合。輸出級電路用以提供回授電壓。差動電路具有一第一乘數因子，將加法電壓乘以第一乘數因子後提供輸出電壓至輸出級電路。射頻功率放大器透過調整參考電壓之溫度係數以穩定輸出電流。

Description

電子系統、射頻功率放大器及其溫度補償方法

本發明有關於一種射頻功率放大器，且特別是關於一種具有溫度補償之射頻功率放大器。

在無線通訊手持設備中，主要的直流功率消耗來自於射頻功率放大器。因此，使射頻功率放大器既能具有高線性度而不致讓放大訊號失真，並能同時具有高效率以延長通訊時間，一直是射頻功率放大器設計之研究重點。尤其在無線通訊系統中所廣為採用之正交頻分多工(OFDM)數位調制技術具有明顯的時變波包特性，其峰值與平均功率比值常數(PAPR)遠較現有的無線通訊系統為高，換言之其波包對時間變化較為劇烈，因此對射頻功率放大器的線性度要求也會比較高。

在習知技藝中，利用能帶隙參考電路來作為功率放大器中的偏壓電路，雖然可以提供具有接近零溫度係數的參考電壓，但是因為功率放大器中的功率放大器電晶體為雙載子接面電晶體，其電流增益(Beta)具有負溫度係數之特性，所以電流增益(Beta)會隨著溫度的上升而遞減，進而可能會導致輸出電流與輸出功率下降的問題，故存在著功率放大器之線性度衰減以至使放大信號失真之隱憂。

本發明實施例提供一種射頻功率放大器，射頻功率放大器包括加法電路、輸出級電路與差動電路。加法電路具 有一第一比值與一第二比值，所述加法電路接收參考電壓與回授電壓並予以運算後輸出加法電壓，其中回授電壓為負溫度係數之電壓，參考電壓為具有正溫度係數之第一電壓與具負溫度係數之第二電壓之總合，並且加法電壓為參考電壓乘以第一比值與回授電壓乘以該第二比值之總合。輸出級電路耦接加法電路，輸出級電路用以提供回授電壓。差動電路電性連接加法電路，差動電路具有第一乘數因子，用以將所接收之加法電壓乘以第一乘數因子後提供輸出電壓至輸出級電路。當參考電壓為零溫度係數之電壓，則輸入電流為零溫度係數之電流，或者當參考電壓為正溫度係數之電壓且輸出級電路之輸入電流與輸出電流間之比值常數為具負溫度係數之特性，則輸出電流為零溫度係數之電流。

本發明實施例另提供一種電子系統，電子系統包括射頻功率放大器與負載。射頻功率放大器接收射頻輸入信號且輸出射頻輸出信號。負載耦接射頻功率放大器，所述負載接收射頻功率放大器所輸出之射頻輸出信號。

本發明實施例再提供一種溫度補償方法。

本發明實施例所提出之電子系統、射頻功率放大器及其溫度補償方法，能夠提供優良的溫度補償效應，使得功率放大器之輸出功率與輸出電流相對於溫度變化時仍然保持穩定，進而維持高線性度不致讓放大信號失真。

為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅係用來說明本發明，而非對本發明的權利範圍作任何的限制。

請參照圖1，圖1為根據本發明實施例之射頻功率放大器之區塊示意圖。如圖1所示，射頻功率放大器100包括差動電路110、加法電路120、輸出級電路130與參考電壓產生電路140。

在本實施例中，加法電路120具有第一比值與第二比值，加法電路120接收參考電壓VREF與回授電壓VF，並且加法電路120根據所接收之參考電壓VREF與回授電壓VF予以進行運算後輸出一加法電壓VA，其中加法電壓VA為參考電壓VREF乘以第一比值與回授電壓VF乘以第二比值之總合。所述回授電壓VF為具有負溫度係數之電壓，且所述參考電壓VREF為具有正溫度係數之第一電壓V1與具有負溫度係數之第二電壓V2之總合。

輸出級電路130用以提供具負溫度係數之回授電壓VF至加法電路120。換句話說，射頻功率放大器100透過回授機制從輸出級電路130回授一回授電壓VF至加法電路120。在交流信號模式下，輸出級電路130接收射頻輸入信號RFIN，並且輸出射頻輸出信號RFOUT至下一級電路區塊(圖1未繪示)，其中輸出級電路130之輸入端與輸出端具有一輸入匹配電路(圖1未繪示)與輸出匹配電路(圖1未繪示)，以提供較佳的功率匹配效能。

差動電路110具有第一乘數因子(multiplier factor)，主要作為一乘法運算之電路。差動電路110將所接收之加法電壓VA乘以第一乘數因子後提供一輸出電壓至輸出級電路130。差動電路110與加法電路120能夠合併在一起以作 為一個運算電路，而此運算電路會先進行加法電路120之加法運算，之後再進行差動電路110之乘法運算。其中，參考電壓產生電路140可以是能帶隙參考電路(band-gap reference circuit)，可以藉由調整電阻值或內部之元件物理參數以輸出正溫度係數或零溫度係數之參考電壓VREF。

在其它實施例中，設計者可以依據電路設計需求或實際應用需求來進一步設計，當參考電壓VREF為零溫度係數之電壓時，則輸出級單元130之輸入電流為零溫度係數之電流，或者當參考電壓VREF為正溫度係數之電壓且輸出級電路130之輸入電流與輸出電流間之比值常數為具負溫度係數之特性時，則輸出電流為零溫度係數之電流。據此，本揭露內容能夠穩定射頻功率放大器100的輸入電流或輸出電流，進而維持射頻功率放大器100的高線性度。

本揭露內容所述之正溫度係數指示其物理量(如電壓值、電流值或電阻值)與溫度之間成正比關係，也就是說，當溫度上升或下降時，其物理量會隨著溫度而上升或下降；負溫度係數指示其物理量與溫度之間成反比關係；零溫度係數指示其物理量(如電壓值、電流值或電阻值)與溫度之間為相互獨立之關係，也就是說，當溫度上升或下降時，其物理量並不會隨著溫度而上升或下降。

以下將進一步地教示射頻功率放大器100之細部動作。

請繼續參照圖1，射頻功率放大器100利用加法電路120接收來自參考電壓產生電路140所產生之參考電壓VREF，並且加法電路120接收輸出級電路130內部之具負溫度係數之回授電壓VF。之後，加法電路120將參考電壓VREF與回授電壓VF進行一加法運算，亦即加法電路120 將參考電壓VREF乘上第一比值並且將回授電壓VF乘上第二比值後進行相加之運算動作，接著，加法電路120將此運算結果(亦即加法電壓VA)傳送至差動電路110以進行乘法運算。

差動電路110接收到加法電壓VA後，會將加法電壓VA乘以第一乘數因子，並且將此運算結果(亦即輸出電壓VO)傳送至輸出級電路130。在本實施例中，第一比值等於第二比值，並且第一比值與第二比值之總和為1，而第一乘數因子為第一比值之倒數或是第二比值之倒數。因此，差動電路所進行乘法運算之運算結果為輸出電壓VO等於參考電壓VREF與回授電壓VF之總和。如方程式(1)~(4)所示，其中a1為第一比值，a2為第二比值，m1為第一乘數因子。

VA=(a1×VREF)+(a2×VF) (1)

a1=a2 (2)

a1+a2=1 (3)

VO=m1×VA=VREF+VF (4)

進一步來說，在一實施例中，輸出級電路130為一雙極性接面電晶體(Bipolar Junction Transistor,BJT)。雙極性接面電晶體的基極接收輸出電壓VO與射頻輸入信號RFIN，雙極性接面電晶體的集級耦接至系統電壓，且輸出一輸出電流與射頻輸出信號，雙極性接面電晶體的射極耦接接地電壓，其中雙極性接面電晶體的輸出電流與輸入電流之間的比值常數為具負溫度係數的貝塔(β)，亦即電流增益(current gain)，並且雙極性接面電晶體的基射極電壓為具負溫度係數的電壓，其中回授電壓VF為雙極性接面電晶體的 基射極電壓，所以輸出電壓VO中的回授電壓VF會與雙極性接面電晶體的基射極電壓相消，亦即輸出電壓VO此時會等於參考電壓VREF。當設計者將參考電壓VREF調整為具正溫度係數之電壓，則雙極性接面電晶體的輸入電流會是正溫度係數之電流，所以雙極性接面電晶體的輸出電流則會是接近或等於零溫度係數之電流。

在另一實施例中，如果先進製程之技術能使得雙極性接面電晶體之電流增益(β)之溫度係數為接近零溫度係數，則設計者可以將參考電壓VREF調整為具零溫度係數之電壓，因此雙極性接面電晶體的輸入電流與輸出電流則都會是零溫度係數之電流。

為了更清楚說明差動電路110進行乘法運算之作動，以下將特舉另一圖示來作進一步之教示。請參照圖2，圖2為根據本發明另一實施例之射頻功率放大器之示意圖。在本實施例中，差動電路110包括放大器OP、第一電阻R1與第二電阻R2。放大器OP具有正輸入端與負輸入端，其中正輸入端耦接加法電路120以接收加法電壓VA。第一電阻R1之一端耦接接地電壓GND，第一電阻R1之另一端耦接放大器OP之負輸入端。第二電阻R2之一端耦接負輸入端，第二電阻R2之另一端耦接放大器OP之輸出端。放大器OP之輸出端提供輸出電壓VO至輸出級電路130。第一乘數因子為第二電阻R2之電阻值除以第一電阻R1之電阻值，如方程式(5)所示。

m1=R2/R1 (5)

在本實施例中，放大器OP之組態為一非反向負回授放大器(non-inverting feedback amplifier)。因此，當放大器OP 之負輸入端接收加法電路120所傳送之加法電壓VA時，放大器OP會將加法電壓VA進行一乘法運算，亦即放大器OP會將加法電壓VA乘上第一乘數因子(m1)後輸出一輸出電壓VO至輸出級電路130。值得一提的是，在本實施例中，第一電阻R1之電阻值等於第二電阻R2之電阻值，且加法電路中之第一比值與第二比值都是1/2，所以輸出電壓VO等於參考電壓VREF與回授電壓VF之總和。

在接下來的多個實施例中，將描述不同於上述圖2實施例之部分，省略部份與圖2實施例相同之部份，相似之參考數字或標號指示相似之元件。

請參照圖3，與上述圖1與圖2實施例不同的是，在本實施例中，加法電路120包括第三電阻R3與第四電阻R4。參考電壓產生電路140包括第一電晶體Q1、第二電晶體Q2、第三電晶體Q3、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7與電流源142。輸出級電路130包括第四電晶體Q4。放大器OP包括第五電晶體Q5、第六電晶體Q6、第七電晶體Q7、第八電晶體Q8、第九電晶體Q9、第八電阻R8與第九電阻R9，其中在本實施例中，電晶體Q5~Q9為假型高速電子移動電晶體(p-HEMT)，並且電晶體Q5及Q6為增強型電晶體，電晶體Q7及Q8為空乏型電晶體，而電晶體Q9可以是增強型電晶體或空乏型電晶體兩者其中之一。在另一實施例中，電晶體Q5~Q9為場效電晶體(Field Effect Transistor.FET)、異質接面雙極電晶體(Heterojunction Bipolar Transistor,HBT)與雙極性場效電晶體(Bipolar Field Effect Transistor,BiFET)之其中一種具砷化鎵製程之電晶體來構成，並不以本實施例為限。

第四電阻R4之一端耦接第三電阻R3，第四電阻R4之另一端接收回授電壓VF，其中第一比值為第四電阻R4之電阻值除以總電阻值，且第二比值為第三電阻R3之電阻值除以總電阻值，其中總電阻值為第三電阻R3之電阻值與第四電阻R4之電阻值之總合。

關於參考電壓產生電路140，第一電晶體Q1之射極耦接接地電壓GND，其中第一電晶體Q1具有負溫度係數之基射極電壓VBE1。第二電晶體Q2之基極耦接第一電晶體Q1之基極，其中第二電晶體Q2具有負溫度係數之基射極電壓VBE2。第五電阻R5一端耦接第一節點n1，另一端耦接第一電晶體Q1之集極與基極，其中第一節點n1輸出參考電壓VREF至加法電路120。第六電阻R6一端耦接第一節點n1，另一端耦接第二電晶體Q2之集極。第七電阻R7一端耦接第二電晶體Q2之射極，另一端耦接接地電壓GND，所述第七電阻R7用以產生具正溫度係數之基射極壓差電流IBE。其中透過調整第六電阻R6或第七電阻R7之電阻值，以調整參考電壓VREF之溫度係數。第三電晶體Q3之基極耦接第二電阻R2之另一端，其集極耦接第一節點n1，其射極耦接接地電壓GND，其中第三電晶體Q3之基射極電壓VBE3為第二電壓。電流源142一端耦接系統電壓VDD，另一端耦接第一節點n1，電流源142之電流為自系統電壓VCC流向第一節點n1，其中基射極壓差電流IBE乘以第六電阻R6等於第一電壓。

關於輸出級單元130，第四電晶體Q4之集極耦接系統電壓VCC，其射極耦接接地電壓GND，其基極耦接輸出電壓VO，其中第四電晶體Q4具有負溫度係數之基射極電壓 VBE4。第四電晶體Q4之輸出電流IC與輸入電流IB之間的比值常數為具負溫度係數之電流增益(current gain)，並且第四電晶體Q4之基射極電壓VBE4為回授電壓VF。

第五電晶體Q5之閘極為正輸入端，用以接收加法電壓VA，其汲極耦接系統電壓VCC。第六電晶體Q6之閘極為負輸入端，耦接第二電阻R2之一端，其源極耦接第五電晶體Q5之源極。第七電晶體Q7之汲極耦接第五電晶體Q5之源極，第七電晶體Q7之閘極耦接接地電壓GND，其中第七電晶體Q7為空乏型電晶體。第八電阻R8一端耦接第七電晶體Q7之源極，另一端耦接接地電壓GND。第八電晶體Q8之閘極耦接第六電晶體Q6之汲極，第八電晶體Q8之汲極耦接系統電壓VCC，其中第八電晶體Q8為空乏型電晶體。第九電阻R9一端耦接第八電晶體Q8之源極，其另一端耦接第六電晶體Q6之汲極。第九電晶體Q9之基極耦接第九電阻R9之另一端，其汲極耦接系統電壓VCC，第九電晶體Q9之源極提供輸出電壓VO至輸出級電路130，其中第九電晶體Q9為空乏型電晶體，用以作為緩衝電晶體以便隔離雜訊。

射頻功率放大器300更包括一基極電阻RB。基極電阻RB之一端接收輸出電壓VO，另一端耦接電晶體Q4之基極。

以下將進一步說明射頻功率放大器300之作動。

電晶體Q1~Q3、電阻R5~R7與電流源142構成典型的能帶隙參考電壓電路，電晶體Q1的基射極電壓VBE1、電晶體Q2的基射極電壓VBE2與電晶體Q3之基射極電壓VBE3為具負溫度係數的電壓。電阻R7的跨壓為具正溫度 係數的電壓，亦即電阻R7的跨壓為電晶體Q1的基射極電壓VBE1減去電晶體Q2的基射極電壓VBE2，因此，流經電阻R7的基射極壓差電流IBE為電阻R7的跨壓除以電阻R7的電阻值，如方程式(6)所示，所述基射極壓差電流IBE為一具有正溫度係數的電流。再者，在忽略電晶體Q1~Q3之基極電流之情況下，第一電壓為基射極壓差電流IBE乘以電阻R6，第二電壓為基射極電壓VBE3，如方程式(7)所示。

IBE=(VBE1-VBE2)/R7 (6)

VREF=IBE×R6+VBE3=V1+V2 (7)

在一實施例中，當設計者透過調整第六電阻R6或第七電阻之電阻值以使得參考電壓VREF為正溫度係數之電壓時，則電晶體Q4之輸入電流IB會為正溫度係數之電流，進而使得輸出電流IC為正溫度係數之電流。當設計者將電阻R1~R4之電阻值設計為相同時，則第一比值與第二比值都是1/2，且第一乘數因子等於2。接著，當加法電路120接收到參考電壓VREF與回授電壓VF時，則加法電路120會輸出一加法電壓VA至第五電晶體Q5之閘極，其中加法電壓VA如方程式(8)所示。接著，在電晶體Q5~Q8與電阻R8~R9之作動下(亦即將加法電壓VA乘以第一乘數因子)，會在節點n2產生一電壓，其中第八電晶體Q8與電阻R9作為一偏壓電流源使用，且第七電晶體Q7與電阻R8亦作為偏壓電流源使用。接著，將此電壓傳送至第九電晶體Q9之閘極。組態成電壓隨耦器(voltage follower)之電晶體Q9，用以作為緩衝電晶體使用，以便隔離電源雜訊。因 此，在電晶體Q9之源極會輸出一輸出電壓VO，如方程式(9)所示。附帶一提的是，在節點n2所輸出之電壓大小實質上等於電晶體Q9之源極所輸出之輸出電壓VO。

VA=(1/2)×VREF+(1/2)×VF (8)

VO=2×[(1/2)×VREF+(1/2)×VF]=VREF+VF (9)

接著，在基極電阻RB上會產生一正溫度係數之電流I，此電流之部分電流(亦即輸入電流IB)會流入電晶體Q4之基極，其中輸入電流IB亦為正溫度係數之電流。因為回授電壓VF等於電晶體Q4之基射極電壓VBE4，所以電流I如方程式(10)所示。接著，因為電晶體Q4之電流增益(β)為負溫度係數，且電晶體Q4之輸入電流IB與輸出電流IC之關係如方程式(11)所示，因此，電晶體Q4之輸出電流IC會是接近或等於零溫度係數之電流。值得注意的是，輸入電流IB之正溫度係數的斜率絕對值須接近或等於電流增益(β)之負溫度係數的斜率絕對值，如此一來，才能使輸出電流IC或輸出功率具有較佳的溫度補償效應。

I=(VO-VBE4)/RB (10)

IC=β×IB (11)

其中回授電壓VF會與基射極電壓VBE4進行一相消之運算，使得輸出電壓VO只有參考電壓VREF，因此可以透過將參考電壓VREF彈性地調整為正溫度係數或零溫度係數，以符合實際應用需求。

請同時參照圖4A~4C，其為對應圖3之模擬曲線圖，各圖中的橫座標代表溫度，且溫度範圍設為-40℃至+90℃或+100℃。圖4A，縱座標代表電流增益(β)，隨著環境溫度的 變化，電流增益(β)的值會隨著溫度的上升而遞減。圖4B，縱座標代表參考電壓VREF，會隨著溫度的上升而遞增，透過調整電阻R6及R7之電阻值，使得參考電壓VREF具有正溫度係數的特性。由於回授電壓VF與基射極電壓VBE4彼此相消，所以參考電壓VREF之曲線可視為輸出電壓VO之曲線。此外，圖4B的曲線斜率絕對值越接近圖4A的曲線斜率絕對值，則射頻功率放大器300之輸出電流IC的溫度補償效應越佳。圖4C，縱座標代表輸出電流IC，圖示顯示輸出電流IC能夠達到接近零溫度係數的特性，亦即，隨著溫度的改變，輸出電流IC依然能夠保持穩定。

請再參考方程式(6)~(11)，如果先進製程能使得電晶體Q4之電流增益(β)之溫度係數為接近零溫度係數，則設計者能夠透過調整電阻R6及R7之電阻值來使得參考電壓VREF成為接近或等於零溫度係數之電壓，以提供接近零溫度係數之輸入電流IB，進而使得輸出電流IC或輸出功率不隨著溫度的變化而產生飄移。

在其它實施例中，輸出級電路130可更具有第一電感L1、第一電容C1與第二電容C2。第一電容C1之一端耦接電晶體Q4的基極，第一電容C1的另一端耦接射頻輸入信號RFIN。第一電感L1耦接系統電壓VCC與電晶體Q4的集極之間。第二電容C2的一端耦接至第四電晶體Q4的集極，第二電容C2的另一端輸出射頻輸出信號RFOUT。

當射頻功率放大器300尚未開始接收射頻輸入信號RFIN時，電感L1會對直流信號呈現低阻抗狀態，例如短路，而電容C1、C2則會對直流信號呈現高阻抗狀態，例如斷路。當射頻功率放大器300開始接收射頻輸入信號RFIN 時，電感L1會對高頻信號呈現高阻抗狀態，例如斷路，而電容C1、C2則會對高頻信號呈現低阻抗狀態，例如短路。據此，射頻功率放大器300能夠在直流工作模式與交流工作模式順利的運作。

請參照圖5，圖5為根據本發明實施例之電子系統之區塊示意圖。電子系統500包括射頻功率放大器510與負載520。射頻功率放大器510接收射頻輸入信號RFIN且輸出射頻輸出信號RFOUT至負載520，亦即射頻功率放大器510在耦接系統電壓後，會提供一穩定的輸出功率至負載520。射頻功率放大器510可以是上述圖1~圖3實施例中之射頻功率放大器100、200與300的其中之一，且用以提供穩定的輸出功率給負載520。電子系統500可以是各種類型的電子裝置內的系統，電子裝置可以是例如手持裝置或行動裝置等。

請參照圖6，圖6為根據本發明實施例之溫度補償方法之流程圖。本例所述的方法可以在圖1~圖3所示的射頻功率放大器執行，因此請一併照圖1~圖3以利理解。此方法包括以下步驟：接收參考電壓與回授電壓，進行加法運算後輸出加法電壓(步驟S610)。接收加法電壓，並且將加法電壓乘以第一乘數因子後輸出輸出電壓，並將輸出電壓提供至輸出級電路(步驟S620)。當參考電壓為正溫度係數之電壓且輸出級電路之輸入電流與輸出電流間之比值常數為具負溫度係數之特性，則輸出電流為零溫度係數之電流(步驟S630)。當參考電壓為零溫度係數之電壓，則輸入電流為零溫度係數之電流(步驟S640)。其中加法電壓為參考電壓乘以第一比值與回授電壓乘以第二比值之總合。

圖6實施例之各步驟僅為方便說明之須要，不以各步驟彼此間的順序作為實施本發明的限制條件。

以上所述僅為本發明之實施例，其並非用以侷限本發明之專利範圍。

100、200、300‧‧‧射頻功率放大器

110‧‧‧差動電路

120‧‧‧加法電路

130‧‧‧輸出級電路

140‧‧‧參考電壓產生電路

142‧‧‧電流源

500‧‧‧電子系統

510‧‧‧射頻功率放大器

520‧‧‧負載

n1、n2‧‧‧節點

C1‧‧‧第一電容

C2‧‧‧第二電容

GND‧‧‧接地電壓

I‧‧‧電流

IB‧‧‧輸入電流

IBE‧‧‧基射極電流

IC‧‧‧輸出電流

L1‧‧‧第一電感

OP‧‧‧放大器

Q1~Q9‧‧‧電晶體

RB‧‧‧基極電阻

R1~R9‧‧‧電阻

RFIN‧‧‧射頻輸入信號

RFOUT‧‧‧射頻輸出信號

S610~S640‧‧‧步驟

V1‧‧‧第一電壓

V2‧‧‧第二電壓

VA‧‧‧加法電壓

VCC‧‧‧系統電壓

VF‧‧‧回授電壓

VO‧‧‧輸出電壓

VREF‧‧‧參考電壓

VBF1、VBF2、VBF3、VBE4‧‧‧基射極電壓

上文已參考隨附圖式來詳細地說明本發明之具體實施例，藉此可對本發明更為明白，在該等圖式中：圖1為根據本發明實施例之射頻功率放大器之示意圖。

圖2為根據本發明另一實施例之射頻功率放大器之示意圖。

圖3為根據本發明實施例之射頻功率放大器之細部電路圖。

圖4A~4C為對應圖3之模擬曲線圖。

圖5為根據本發明實施例之電子系統之區塊示意圖。

圖6為根據本發明實施例之溫度補償方法之流程圖。

100‧‧‧射頻功率放大器

110‧‧‧差動電路

120‧‧‧加法電路

130‧‧‧輸出級電路

140‧‧‧參考電壓產生電路

RFIN‧‧‧射頻輸入信號

RFOUT‧‧‧射頻輸出信號

V1‧‧‧第一電壓

V2‧‧‧第二電壓

VA‧‧‧加法電壓

VF‧‧‧回授電壓

VO‧‧‧輸出電壓

VREF‧‧‧參考電壓

Claims (10)

1. 一種射頻功率放大器，包括：一加法電路，具有一第一比值與一第二比值，該加法電路接收一參考電壓與一回授電壓並予以運算後輸出一加法電壓，其中該回授電壓為負溫度係數之電壓，該參考電壓為具有正溫度係數之一第一電壓與具負溫度係數之一第二電壓之總合，並且該加法電壓為該參考電壓乘以該第一比值與該回授電壓乘以該第二比值之總合；一輸出級電路，耦接該加法電路，該輸出級電路用以提供該回授電壓；以及一差動電路，電性連接該加法電路，該差動電路具有一第一乘數因子，用以將所接收之該加法電壓乘以該第一乘數因子後提供一輸出電壓至該輸出級電路，其中當該參考電壓為零溫度係數之電壓，則一輸入電流為零溫度係數之電流，或者，當該參考電壓為正溫度係數之電壓且該輸出級電路之該輸入電流與一輸出電流間之比值常數為具負溫度係數之特性，則該輸出電流為零溫度係數之電流。
2. 如申請專利範圍第1項所述之射頻功率放大器，其中該第一比值等於該第二比值，並且該第一乘數因子為該第一比值或該第二比值之倒數。
3. 如申請專利範圍第1項所述之射頻功率放大器，更包括：一參考電壓產生電路，電性連接該加法電路，該參考電壓產生電路用以提供該參考電壓至該加法電路。
4. 如申請專利範圍第1項所述之射頻功率放大器，其中該差動電路包括： 一放大器，具有一正輸入端與一負輸入端，該正輸入端耦接該加法電路以接收該加法電壓，其中該放大器之一輸出端提供該輸出電壓至該輸出級電路；一第一電阻，其一端耦接一接地電壓，其另一端耦接該負輸入端；以及一第二電阻，其一端耦接該負輸入端，其另一端耦接該放大器之一輸出端，其中該第一乘數因子等於該第二電阻之電阻值除以該第一電阻之電阻值。
5. 如申請專利範圍第1項所述之射頻功率放大器，其中該加法電路包括：一第三電阻，其一端接收該參考電壓；以及一第四電阻，其一端耦接該第三電阻，其另一端接收該回授電壓，其中該第一比值為該第四電阻之電阻值除以一總電阻值，且該第二比值為該第三電阻之電阻值除以該總電阻值，其中該總電阻值為該第三電阻之電阻值與該第四電阻之電阻值之總合。
6. 如申請專利範圍第3項所述之射頻功率放大器，其中該參考電壓產生電路包括：一第一電晶體，其射極耦接一接地電壓；一第二電晶體，其基極耦接該第一電晶體之基極；一第五電阻，其一端耦接一第一節點，其另一端耦接該第一電晶體之集極與基極，其中該第一節點輸出該參考電壓至該加法電路；一第六電阻，其一端耦接該第一節點，其另一端耦接該第二 電晶體之集極；一第七電阻，其一端耦接該第二電晶體之射極，其另一端耦接該接地電壓，該第七電阻用以產生具正溫度係數之一基射極壓差電流，其中透過調整該第六電阻或該第七電阻之電阻值，以調整該參考電壓之溫度係數；一第三電晶體，其基極耦接該第六電阻之另一端，其集極耦接該第一節點，其射極耦接該接地電壓，其中該第三電晶體之基射極電壓為該第二電壓；以及一電流源，其一端耦接一系統電壓，其另一端耦接該第一節點，其電流為自該系統電壓流向該第一節點，其中該基射極壓差電流乘以該第六電阻為該第一電壓。
7. 如申請專利範圍第1項所述之射頻功率放大器，其中該輸出級電路包括：一第四電晶體，其集極耦接一系統電壓，其射極耦接一接地電壓，其基極耦接該輸出電壓，其中該第四電晶體之輸出電流與該第四電晶體之輸入電流之間的比值常數為具負溫度係數之電流增益，並且該第四電晶體之基射極電壓為該回授電壓。
8. 如申請專利範圍第4項所述之射頻功率放大器，其中該放大器包括：一第五電晶體，其閘極為該正輸入端，用以接收該加法電壓，其汲極耦接一系統電壓；一第六電晶體，其閘極為該負輸入端，耦接該第二電阻之一端，其源極耦接該第五電晶體之源極；一第七電晶體，其汲極耦接該第五電晶體之源極，其基極耦接該接地電壓，其中該第七電晶體為空乏型電晶體； 一第八電阻，其一端耦接該第七電晶體之源極，其另一端耦接該接地電壓；一第八電晶體，其閘極耦接該第六電晶體之汲極，其汲極耦接該系統電壓，其中該第八電晶體為空乏型電晶體；一第九電阻，其一端耦接該第八電晶體之源極，其另一端耦接該第六電晶體之汲極；以及一第九電晶體，其基極耦接該第九電阻之另一端，其汲極耦接該系統電壓，其源極提供該輸出電壓至該輸出級電路，其中該第九電晶體為空乏型電晶體，用以作為一緩衝電晶體以隔離雜訊。
9. 一種電子系統，包括：一如申請專利範圍第1項所述之射頻功率放大器，該射頻功率放大器接收一射頻輸入信號且輸出一射頻輸出信號；一負載，耦接該功率放大器，該負載接收該射頻功率放大器所輸出之該射頻輸出信號。
10. 一種溫度補償方法，用於一射頻功率放大器，該溫度補償方法包括：接收一參考電壓與一回授電壓，進行加法運算後輸出一加法電壓；接收該加法電壓，並且將該加法電壓乘以一第一乘數因子後輸出一輸出電壓，並將該輸出電壓提供至一輸出級電路；其中，當該參考電壓為正溫度係數之電壓且該輸出級電路之一輸入電流與一輸出電流間之比值常數為具負溫度係數之特性，則該輸出電流為零溫度係數之電流；或者，當該參考電壓為零溫度係數之電壓，則該輸入電流為零溫度 係數之電流。