TW449961B - Active operation-point adjustment for a power amplifier - Google Patents

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經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（/ ) 本發明傜有關一種放大電路，其包括：至少一摘輸出 级電晶體；一個電路，其用來補償靜態電流漂移；其它 可能之組件，用來控制輸出級電晶體。 高頻技術用之放大電路通常含有輸出级電晶體，例如 ，G a λ s - Μ E S F E V s。例如，行動電話之操作點須調整至 放大恃性之範圍内此範圍是在汲極-源極-電流1@之 下半部之三分之一中，典型上是大約在IDS = 0.1X1 !>ss 處（A B類之操作）β 具有高效率之適當之放大電路在晶Μ上通常含有多値 MESFET’s,其具有許多撤長形之摻雜區。在製造期間會 由晶Η至晶Η或由晶圓至晶Η而造成很小之與製程有關 之波動（例如，由於改變摻雜濃度而造成），這些波動表 現在一呰不可正確再生之放大特性中。因此在每一各別 之晶Η中需要對上述之靜態電流作事後之調整，這是藉 由所謂”夾止（Pinch off)電壓Κ在例如-4V至-2. 5V之 範圍中進行調整而達成，使I DS例如在IDS = 1 (3 % I DSS + -1. 0%之預定的範圍中。其它困難性是：在例如- 3(TC至 8 (TC之整個溫度範圍中必須遵守靜態電流之極限值。因 此通常是對已製成之電路作事後之校準來達成昂貴之靜 態電流最佳化。瘴些校準是成本高而昂貴的。

一種在先前技藝中已為人知之電路（其可使靜態電流 之一部份成為穩定）顯示在第3圖中。一種組件（其中可 使用此種電路配置）是以名稱為CGY- 96% Fa. S i e *ι ί n s A (i來推廣。在丨比種電路中場效電晶體2 5 ,電阻3 2及V 表紙張义度適用中國國家標準（CIS\S)A4規格（2]0 * 297公Μ ) 1^1 n ^^1 I V —i It } m .^1 I n n I I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明說明（> ) 2 9形成一個定 電應V ”。 此種電路配置 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 閑在所级：目事流標晶包補效22效積明態和出 U 存流出是行非之必電之罨亦種場棰場面發靜能輸 23都電輸點進是明不態明及時此流電流片本於可和 體件態與缺on)你發其靜發出能·電棰電晶據用盡於 晶組靜其之 C關本，之本輸可是考閘考之依作須位 電些此，置(V之 路有 値及戳參少參同 界 K 是 CS3終接以準間觀9供諝預是一組電23在是 源 由連種標體客，。提行在此-些態體置體 流由經相一之晶顧外的是進是因12一靜晶配晶 電 是極於用電由此性的後都的體括僂電是電 6，8上 0 ,參考電 電流之電 輸出級電 級電晶體 汲極端26經由一個電阻而連接至 0同樣存在一種至¥!„^29之連接〇 端31而與放大電路之輸出級場效 。所有構成第1圖中之電輅的道 MMIC-技術製成之晶>1上。控制 電路是配置在各別之電賂組件中 之距離較5 0 0 # B大很多。此種配 點此種放大電路之校準須在點27 一缺點是：汲極電流對電壓V 27 一薄較前述配置更優良之放大電 整且在極廣大之溫度範圍中所具 定之極限内。 一種放大電路t其包括：至少一 偏補僂靜態電流漂移用之電路以 件以便控制输出级電晶體，其待 流漂移所用之電路具有至少一摘 (其閛掻電棰以22表示），其中至 輸出级電晶體之電棰區域中，且 位於此種具有输出级電晶體之共 流電晶醱之構成方式是：其對外 性上及物理上之影嚮所産生之反 晶體相同。參考電流電晶體最好 相同之電位處。 ^---- —----I 11 - ------―—訂-------I I I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本真) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 A7 _B7 五、發明說明（4 )

本發明之放大電路最好具有一種靜態電流，其在- 30°C 至80°C之溫度範圍中是在1G至500mA之範圍中D 閘極電極22與輸出级電晶體之最近之電極5相離之距 離最好少於1 0 0 A 特別有利的是閘棰電極2 2配置在距 離小於5 0 # (B處。 使用一種電晶體作為參考電流電晶體23,此種電晶體 最奸畫可能具有一種和輸出级電晶體相同之構造。恃別 是此二個電晶體是以<^45->1£8”1技術製成。特別適當 的是在製造此種電路時使用此輸出级電晶體之摻雜區之 一部份作為參考電流電晶體。即，為了形成此參考電流 電晶體，須使用一傾或多個摻雜區（其是用於輸出级電 晶體中）。 最好是利用此參考電流電晶體之電流來調整此輸出级 電晶體之入信號。 補償靜態電流漂移用之電路在較佳之實施形式中並非 配置在晶Hfi，8上，而輸出级電晶體12是在晶片6, 8上。 補傖靜態電流漂移用之電路最好是藉助於定值之參考 電壓13和電阻14而形成一種和參考電流電晶體之電流成 比例之電_20(}此種電壓然後用來調整輸出级電晶體之 輸入信號。 為了調整輸出级電晶體之輸入信號，則此種補僂靜態 電流漂移用之電路最好具有至少一個電晶體1 9。此電晶 體]9特別有利的是一種雙載子電晶體，特別是以雙極性 技術製成之N P N -電晶體。 -5 - 冬纸張&度4用中1國家標準（CNS)A-!規格（210x297公釐 -------------裝.-------訂.--------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 449961 A7 _B7_五、發明說明Ο ) 此外，此種補償靜態電流偏移用之電路可適當地具有 其它之電路配置17, 18,其可補償上述補償電路之另外 存在之溫度漂移。 本發明之其它標的是應用本發明之放大電路於行動式 無線電設備{例如，行動電話 >中以作為功率放大器。 圖式簡單說明如下·· 第1圖 本發明在晶片8上之電路配置之一種例子。 第2圖 本發明之電路配置，其具有第1圖中所示位 於晶片8上之電路組件以及具有一個補償電路9。 第3圖 依據先前技替以定電流潁為基準之調整靜態 電流所用之電路配置。 第1圏顯示本發明之放大電路之高頻組件。在晶片（6) (其最奸是以MHIC技術所製成之一種晶Η )上存在輸出级 電晶體5之一些指狀形式之摻雜區。這些輸出级電晶體 最好是 HF-FET's,例如，GaAs-MESFET's。 此外，在晶片6上存在V neg 1 ,閛樯2及汲極3所用 之連結塾。V negl經由電阻而與電容器，參考電流電晶 體之閘搔22相連接。連結墊2是經由另一電且而與參考 電流電晶體之閘極22相連接。此外，經由電阻而存在一 種至輸出级電晶體之闊極5之連接。連結S3是與參考 電流電晶體之源極-指4相建接。在電路點7存在一種至 其它閛搔之連接。參考電流電晶體是與各別之放大级相 連接成電流鏡。 在第2圖之電路中，線24定義了區域8(晶片）與區域

Jill---I--- ---- -------訂·----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁> 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 _B7_ 五、發明說明（Γ ) 3 (外部之電路區域）之空間上及電路技術上之分隔位置。 電路點如為第1圖中之終端（Gate丨2,電路點11是 第1圖中之終端（Drain)3e 在Vqf 13施加一種電壓，此種電壓最好是穩定的且 例如大約是+ 3 V。波動值之適當大小是小於+ - 5 % c點V eQn 15上是電位是在0至2V之範圍中。點V neg 1 6上施加一種 大約-4 V之電壓。電阻R 14是與電晶體19之射極20以 及參考電流電晶體2 3 (汲極）相建接。在R 1 4上例如施 加一種+1V之電壓。點20上之電Μ是+ 2V,基極21上之電 壓是+ 1 . 3 V。 使用一種以雙極性技術製成之ΡΝΡ -雙電晶體來作為控 制用之組件1 L藉助於組件1 7 , 1 8 ,刖可對此種控制用 之組件1 9進行一種溫度上之補償。在此情況下此V 1 3 經由電阻17而與二極體18相連接。由二極體18而存在一 種基極21之連接且經由電阻而至\^^£ 15。 本發明之補偺電路可在廣大之溫度範圍中控制一種定 值之靜態電流。在輸出級電晶體之範圍中實際上之物理 條件由於參考電流電晶體與輸出級電晶體在廣泛空間與 幾何上之一致性而可特別正確且不會有時間上之延遲而 被仿製。此種電路亦具有下逑優點：參考電流電晶體與 輸出级電晶體位於相同之電位處。 -------------裝-------訂--------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 ^Ξ至中 值 而合作 限 路鍋操 極 電熱態 之 大佳動 定 放最在 預 之之可 之 知體樣 置 習晶這 裝 於電。 定 對流的 待 相電在 在 路考存 ， 電參是 中 大此體 路 放為晶 電 之因電 大 明是級。放 發這出點之 本，輸優明 ，的之些發 外利性一本 此有活成在 是熱逹 本纸張尺度適用中國國家標準（CN'S)A.i規格（2]ϋχ297公釐） A7 B7_五、發明說明（& ) 範圍中調整上述之靜態電流所用之昂貴之校準程序是可 省略的《這樣的晶圓製作中即可提高效益 本發明之放大電路之其它優點是可使所需之負 (negative)輔肋性電壓之數值降低。 此外，藉由I D對V e(3n2線性翻你而可達到一種簡易 之電流調整。 當使用導通（on)中之晶Η電組（其承受較高之容許度 (tolerance))時，則本發明之放大電路具有特殊之優黏 。但在本發明之放大電路中相對應之導通中之晶Η電阻 實際上對調整值不會有影道。 另外，在製成本發明之放大電輅時可使製作所需之時 間減少，這是因為不須對製作時所需之曝光遮罩進行選 擇。 ^-------- ---------t — — 訂--------- (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） A7 _ 五、發明說明（7 ) 符號之說明 2,22......閘極 3 .........汲極 4 .........汲極-指 5 .........閘極 6 .........晶片 7, 10 ,11...電路點 S , 9.......區域 12........輸出级電晶體 14........電咀 1 7，1 8 , 1 9 ....組件 20........射極 2 3........參考電流電晶體 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局ΐ貝工消費合作社印製 本紙張Κ度適ffH3國國家標準iC:N：S)A4規格ι2](ΐχ:：!97公f ;

Claims (1)

1. A8 B8 C8 曰絛正/更正/補天 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 第88 1 1 0080號「功率放大器用之主動式操作點調整器」專 利案 （90年3月修正） Λ申請專利範圍： 1·—種放大電路，其包括：至少一個輸出級電晶體（12); 一個補償靜態電流漂移用之電路；可能時亦包括一些 控制輸出級電晶體用之組件，此種放大電路之特徵爲： 補償靜態電流漂移用之電路具有至少一個參考電流 場效電晶體（23)(其包含一個閘極電極（22))，其中至少 一個閘極（22)是配置在輸出級電晶體之電極（5)區域中且 此參考電流場效電晶體是與輸出級電晶體（12)處於一個 共同之晶片面積（6，8)上。 2. 如申請專利範圍第1項之放大電路，其中閘極電極（22) 是在與輸出級電晶體之最近之電極（5)相距小於100#m 之距離處。 3. 如申請專利範圍第1或第2項之放大電路，其中參考 電流電晶體（23)之構造方式盡可能與輸出級電晶體（12) 之構造方式相同。 4. 如申請專利範圍第1項之放大電路，其中參考電流電晶 體之電流是用來調整輸出級電晶體之輸入信號。 5. 如申請專利範圍第1項之放大電路，其中補償靜態電流 漂移用之電路不是配置在晶片（6’ 8)上’輸出級電晶體 (12)是在晶片（6，8)上。 6. 如申請專利範圍第1或第5項之放大電路’其中補償 靜態電流漂移用之電路藉助於盡可能定値之參考電壓 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 >= 297公釐） It— I I — I I — I ' ^ - — —— —— [I ·1111111! I (請先閱讀背面之注項再缜窝本頁) 8 〇〇 8 95 | ABCD 一 經濟邹智慧財產局員工消費合作祛印製 六、申請專利範圍 (13)和電阻（14)而形成一種和參考電流電晶體之電流成 比例之電壓（20)，此電壓（20)是用來調整輸出級電晶體 之輸入信號。 7. 如申請專利範圍第1或第5項之放大電路，其中補償 靜態電流漂移用之電路具有至少一個以雙極性技術製 成之電晶體（19)以便調整輸出級電晶體之輸入信號^ 8. 如申請專利範圍第6項之放大電路，其中補償靜態電 流漂移用之電路具有至少一個以雙極性技術製成之電 晶體（19)以便調整輸出級電晶體之輸入信號。 9. 如申請專利範圍第1或第5項之放大電路，其中補償 靜態電流漂移用之電路具有其它之電路配置（17，18)， 其可補償上述補償電路所存在之其它之溫度漂移》 10. 如申請專利範圍第6項之放大電路，其中補償靜態電 流漂移用之電路具有其它之電路配置（17，18)，其可補 償上述補償電路所存在之其它之溫度漂移。 11. 如申請專利範圍第7項之放大電路，其中補償靜態電 流漂移用之電路具有其它之電路配置（17，18)，'其可補 償上述補償電路所存在之其它之溫度漂移。&& 这一種行動式無線電設備年以餘m m，其特徵趸申請專 利範圍第1項中所述 --------訂----------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -变適用Φ g國家標準（CN-S)A4規格（2丨c x ?9: Μ