TWI467916B - 電子系統、射頻功率放大器及其溫度補償方法 - Google Patents

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。

請參照圖1，圖1為習知射頻功率放大器之細部電路圖。習知射頻功率放大器包括電晶體Q1、電阻(R1’、R2’)與電晶體Q2，其中電晶體Q1為空乏型之場效電晶體且電晶體Q2為雙載子接面電晶體。電晶體Q1之汲極接收參考電壓VREF’，電阻R1’之一端耦接電晶體Q1之源極，電阻R1’之另一端耦接電晶體Q1之閘極，電阻R2’之一端耦接電阻R1’之另一端，電阻R2’之另一端耦接電晶體Q2之基極，電晶體Q2之射極耦接接地電壓GND，電晶體Q2之集極耦接系統電壓VCC’。

在習知射頻功率放大器100中，電晶體Q1輸出一個定值的電流ID’，並且此電流ID’會等於電晶體Q2的輸入電 流IB’(基極電流)。因為電晶體Q2的電流增益(β)為負溫度係數，且電流ID’為一接近零溫度係數之電流，所以電晶體Q2之輸出電流IC’為負溫度係數之電流，會隨著環境溫度的變化而改變。

請同時參照圖2A~2C，圖2A~2C為對應圖1之模擬曲線圖，此三圖之橫座標皆代表溫度，且其溫度範圍皆設為-40℃至+90℃。在圖2A中，縱座標代表電流ID’，圖2A所示之偏壓電流ID’隨著環境溫度的變化，偏壓電流ID’的值實質上等於定值。在圖2B中，縱座標代表電流增益，圖2B中的電流增益的值會隨著溫度的上升而遞減。在圖2C中，縱座標代表輸出電流IC’，輸出電流IC’隨著溫度的上升而遞減，進而大幅影響到習知射頻功率放大器100輸出功率，可能不符合目前通訊系統對功率放大器操作在高低溫環境時特性的要求。

本發明實施例提供一種射頻功率放大器，所述射頻功率放大器包括偏壓電流產生單元、第一阻抗單元、第二阻抗單元、第三阻抗單元與輸出級單元。偏壓電流產生單元接收參考電壓。第一阻抗單元電性連接偏壓電流產生單元。第二阻抗單元電性連接第一阻抗單元，第二阻抗單元與第一阻抗單元之間具有負溫度係數之第一電壓，並且第二阻抗單元接收接地電流。第三阻抗單元電性連接第二阻抗單元，第三阻抗單元與第二阻抗單元之間具有第二電壓，並且第二電壓為第一電壓之分壓，其中偏壓電流產生單元電性連接至第二阻抗單元與第三阻抗單元之間，偏壓電流 產生單元根據第二電壓以輸出具正溫度係數之偏壓電流。輸出級單元電性連接至第一阻抗單元與第二阻抗單元之間，輸出級單元接收輸入電流。偏壓電流等於輸入電流加上接地電流，且輸入電流具正溫度係數之特性，當輸出級單元之輸出電流與輸入電流之間之比值常數為負溫度係數時，輸出電流之溫度係數實質上等於零溫度係數。

在本發明其中一個實施例中，第一電壓由該輸出級單元所提供。

在本發明其中一個實施例中，偏壓電流產生單元包括第一電晶體。第一電晶體之汲極耦接參考電壓，第一電晶體之閘極接收第二電壓，第一電晶體之源極輸出偏壓電流，第一電晶體根據第二電壓以輸出具正溫度係數之偏壓電流，其中第一電晶體為空乏型電晶體。

在本發明其中一個實施例中，第一阻抗單元包括第一電阻。第一電阻之一端耦接第一電晶體之源極，偏壓電流之大小根據第一電阻之電阻值與參考電壓來決定。

在本發明其中一個實施例中，第二阻抗單元包括第二電阻。第二電阻之一端耦接第一電阻之另一端，第二電阻與第一電阻之間具有負溫度係數之第一電壓，其中第二電阻之一端接收接地電流。

在本發明其中一個實施例中，第三阻抗單元包括第三電阻。第三電阻之一端耦接第二電阻之另一端，第三電阻之另一端耦接接地電壓，第三電阻與第二電阻之間具有第二電壓，並且第二電壓為第一電壓之分壓，其中第一電晶體之閘極耦接第二電阻與第三電阻之間，並且透過調整第二與第三電阻之電阻值，使得第一電晶體輸出具正溫度係 數之偏壓電流。

在本發明其中一個實施例中，輸出級單元包括第二電晶體。第二電晶體之基極耦接第一電阻與第二電阻之間且接收輸入電流，第二電晶體之射極耦接接地電壓，第二電晶體之集極耦接系統電壓，其中第二電晶體之基射極電壓為第一電壓，並且第二電晶體藉由具正溫度係數之輸入電流以補償第二電晶體之輸出電流。

本發明實施例提供一種電子系統，適用於射頻通訊，所述電子系統包括射頻功率放大器與負載。射頻功率放大器用以穩定輸出功率，射頻功率放大器接收射頻輸入信號且輸出射頻輸出信號。負載電性連接至射頻功率放大器，負載用以接收射頻輸出信號，其中偏壓電流產生單元根據第二電壓以輸出具正溫度係數之偏壓電流。

本發明實施例提供一種溫度補償方法，溫度補償方法包括以下步驟。將具負溫度係數之基射極電壓作為偏壓電路內之第一電壓；將第二電壓回授至偏壓電流產生單元，其中第二電壓為第一電壓之分壓；產生具正溫度係數之輸入電流，其中當輸出級單元之輸出電流與輸入電流之間之比值常數為負溫度係數時，輸出電流之溫度係數實質上等於零溫度係數。

綜上所述，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，能夠使射頻功率放大器之輸出電流與輸出功率不隨溫度而產生變化，進而穩定射頻功率放大器之高線性度。

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。

在下文將參看隨附圖式更充分地描述各種例示性實施例，在隨附圖式中展示一些例示性實施例。然而，本發明概念可能以許多不同形式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。確切而言，提供此等例示性實施例使得本發明將為詳盡且完整，且將向熟習此項技術者充分傳達本發明概念的範疇。在諸圖式中，可為了清楚而誇示層及區之大小及相對大小。類似數字始終指示類似元件。

應理解，雖然本文中可能使用術語第一、第二、第三等來描述各種元件，但此等元件不應受此等術語限制。此等術語乃用以區分一元件與另一元件。因此，下文論述之第一元件可稱為第二元件而不偏離本發明概念之教示。如本文中所使用，術語「及/或」包括相關聯之列出項目中之任一者及一或多者之所有組合。

〔射頻功率放大器的實施例〕

請參照圖3，圖3為根據本發明實施例之射頻功率放大器之區塊示意圖。射頻功率放大器300包括偏壓電流產生單元310、第一阻抗單元320、第二阻抗單元330、第三阻抗單元340與輸出級單元350。

第一阻抗單元320電性連接偏壓電流產生單元310。第二阻抗單元330電性連接第一阻抗單元320。第三阻抗單元340電性連接第二阻抗單元330，並且偏壓電流產生單元310 電性連接第二阻抗單元330與第三阻抗單元340之間。輸出級單元350電性連接第一阻抗單元320與第二阻抗單元330之間。

射頻功率放大器300用以放大射頻輸入信號，其中偏壓電流產生單元310接收參考電壓VREF並產生偏壓電流ID，而參考電壓VREF一般是由直流至直流轉換器(DC-DC converter)或是由收發器積體電路(Transceiver IC)的通用輸入輸出(General Purpose Input/Output,GPIO)來提供固定的電壓。第二阻抗單元330與第一阻抗單元320之間具有負溫度係數之第一電壓V1，所述第一電壓V1是由輸出級單元350所提供，並且第二阻抗單元330接收接地電流IR。第三阻抗單元340與第二阻抗單元330之間具有第二電壓V2，並且第二電壓V2為第一電壓V1之分壓，因此所述第二電壓V2具有負溫度係數之特性。輸出級單元350接收輸入電流IB。偏壓電流產生單元310會根據第二電壓V2以輸出具正溫度係數之偏壓電流ID，其中偏壓電流ID等於接地電流IR加上輸入電流IB，因此輸入電流IB為正溫度係數之電流。當輸出級單元350之輸出電流與輸入電流IB之間的比值常數為負溫度係數，輸出電流之溫度係數實質上等於零溫度係數。本揭露內容所提供的射頻功率放大器300能夠穩定輸出級單元350的輸出電流與輸出功率，進而維持射頻功率放大器300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；本揭露內容所述之負溫度係數指示其物理量與溫度之間成 反比關係，也就是說，當溫度上升或下降時，其物理量會隨著溫度而下降或上升。本揭露內容所述之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。

以下要說明的，是進一步地教示功率放大器的細部動作。

請繼續參照圖3，本揭露內容主要利用將輸出級單元350中具負溫度係數的第一電壓V1以類似回授之方式電性連接至第一阻抗單元320與第二阻抗單元330之間，且由於第二電壓V2為第一電壓V1之分壓，因此第二電壓V2同樣具有負溫度係數之特性。接著，本揭露內容利用第二電壓V2回授至偏壓電流產生單元310以改變偏壓電流產生單元310所輸出的偏壓電流ID之溫度係數特性，以使偏壓電流ID呈現正溫度係數之特性。偏壓電流產生單元310根據所接收到的參考電壓VREF與第二電壓V2來決定偏壓電流ID之大小。在本實施例中，偏壓電流ID等於接地電流IR與輸入電流IB之總和，所以輸入電流IB與接地電流IR也會同樣具有正溫度係數之特性。當輸出級單元350之輸出電流與輸入電流IB之比值常數具有負溫度係數之特性時，輸出電流之溫度係數會接近或實質上等於零溫度係數。

進一步來說，在一實施例中，輸出級單元350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入電流IB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RFOUT，雙極性接面電晶體的射極耦接接地電壓，其中BJT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)。雙極性接面電晶體的基射極電壓為具負溫度係數的電壓，並且在本實施例中，以此基射極電壓作為第一電壓V1。因此，設計者能夠依據上述之揭露內容來將雙極性接面電晶體的基極電流(base current)調整為具正溫度係數的電流，亦即將雙極性接面電晶體的輸入電流IB調整為具正溫度係數的電流，進而雙極性接面電晶體的輸出電流則可調整至接近於零溫度係數的電流。

據此，射頻功率放大器300能夠提供優良的溫度補償效應，使得射頻功率放大器300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於讓放大信號失真。

在接下來的實施例中，將描述不同於上述圖3實施例之部分，且省略與上述圖3實施例之相同部分。此外，為說明便利起見，相似之參考數字或標號表示相似之元件。

〔射頻功率放大器的另一實施例〕

請參照圖4，圖4為根據本發明另一實施例之射頻功率放大器之細部電路示意圖。在本實施例中，偏壓電流產生單元310包括第一電晶體T1。第一阻抗單元320包括第一電阻R1。第二阻抗單元330包括第二電阻R2。第三阻抗單元340包括第三電阻R3。輸出級單元350包括第二電晶體T2。

第一電晶體T1之汲極耦接參考電壓VREF，其源極輸出偏壓電流ID，其閘極耦接第二電阻R2與第三電阻R3之間並接收第二電壓V2。第一電阻R1之一端耦接第一電晶體之源極。第二電阻R2之一端耦接第一電阻R1之另一端 。第三電阻R3之一端耦接第二電阻R2之另一端，第三電阻R3之另一端耦接接地電壓GND。第二電晶體T2之基極耦接第一電阻R1與第二電阻R2之間，第二電晶體T2之射極耦接接地電壓GND，第二電晶體T2之集極耦接系統電壓VCC。

在本實施例中，第一電晶體T1根據第二電壓V2以輸出具正溫度係數的偏壓電流ID，其中第一電晶體T1為空乏型(depletion-type)，並且第一電晶體T1偏壓在飽和區(saturation region)。偏壓電流ID之大小為根據參考電壓VREF與第二電壓V2所決定，並且能夠透過第一電阻R1之電阻值來調整。第二電阻R2與第一電阻R1之間具有負溫度係數之第一電壓V1，而此第一電壓V1為第二電晶體T2之基射極電壓VBE。第三電阻R3與第二電阻R2之間具有第二電壓V2，並且第二電壓V2為第一電壓V1之分壓，因此第二電壓V2亦具有負溫度係數之特性。透過調整第二電阻R2與第三電阻R3之電阻值，使得第一電晶體T1輸出具正溫度係數之偏壓電流ID。第二電晶體T2藉由具正溫度係數之輸入電流IB來補償第二電晶體T2之輸出電流IC。

進一步說明射頻功率放大器400的細部作動。請繼續參照圖4，射頻功率放大器400之偏壓電路為決定該射頻功率放大器400特性時非常重要的因子。尤其是，數位式行動電話等裝置中用於傳送之射頻功率放大器400需要高線性度，以致維持射頻功率放大器400的高線性度變得極為重要。在本實施例中，第一電晶體T1、第一電阻R1、第二電阻R2與第三電阻R3構成所謂的偏壓電路，以提供一輸 入電流IB至第二電晶體T2。空乏型之第一電晶體T1偏壓在飽和區，並且輸出一偏壓電流ID至第一電阻R1。在節點n1，偏壓電流ID等於接地電流IR與輸入電流IB之總和，在一實施例中，第二電阻R2與第三電阻R3之電阻值為千歐姆等級(KΩ)，而第一電阻R1之電阻值為歐姆等級。因此，偏壓電流ID實質上會幾乎等於輸入電流IB。此外，在節點n1的第一電壓V1為第二電晶體T2之基射極電壓VBE，因此第一電壓V1具有負溫度係數之特性。接著，因為第二電壓V2為第一電壓V1之分壓，所以第二電壓V2具有負溫度係數的特性。

在本實施例中，具負溫度係數之第二電壓V2回授耦接第一電晶體T1之閘極，因此閘極的電壓如方程式(1)所示，其中VG為第一電晶體T1之閘極電壓。

VG=[R3/(R2+R3)]×VBE (1)

再者，第一電晶體T1之源極電壓為第一電壓V1加上偏壓電流ID乘上第一電阻R1，如方程式(2)所示，其中VS為第一電晶體T1之源極電壓。

VS=V1+(ID×R1)=VBE+(ID×R1) (2)

因此，根據方程式(1)與(2)所示，第一電晶體T1之閘源極電壓VGS如方程式(3)所示，並且由方程式(3)整理過後可以得到偏壓電流的關係式，如方程式(4)所示。由方程式 (4)可知，假設閘源極電壓VGS在不同溫度下為趨近一個固定值，所以透過調整第二電阻R2與第三電阻R3之電阻值，即可使偏壓電流ID成為具有正溫度係數特性之電流。再者，在本實施例中，因為第二電阻R2與第三電阻R3之電阻值大於第一電阻R1之電阻值約1至2個數量級，所以偏壓電流ID會實質上等於輸入電流IB，並且輸出電流IB也會是一個具正溫度係數之電流。附帶一提的是，在本實施例中，設計者可以根據電路設計需求或實際應用需求透過調整第一電阻R1之電阻值來調整偏壓電流ID之電流值。

VGS=-[(ID×R1)+VBE×(R2/(R2+R3))] (3)

ID=[|VGS|-VBE×(R2/(R2+R3))]/R1 (4)

接下來，由於第二電晶體T2為一雙載子接面電晶體(BJT)，所以第二電晶體T2之輸出電流IC與輸入電流IB之關係如方程式(5)所示，其中β為電流增益，具有負溫度係數之特性。由於第二電晶體T2的電流增益(亦即輸出電流IC除以輸入電流IB)為負溫度係數，因此如果要使得輸出電流IC為接近零溫度係數的電流，則根據方程式(4)所知，須透過調整電阻R2與R3的電阻值來使得輸入電流IB為正溫度係數的電流。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具有較佳的溫度補償效應。

IC=β×IB (5)

為了更清楚瞭解本揭露內容，請同時參照圖5A~5C，圖5A~5C為對應圖4之模擬曲線圖，此三圖中的橫座標皆代表溫度且溫度範圍皆設為-40℃至+90℃。在圖5A中，縱座標代表偏壓電流ID，圖5A所示為經過溫度補償之偏壓電流ID，隨著環境溫度的變化，偏壓電流ID的值會隨著溫度的上升而上升。在圖5B中，縱座標代表電流增益(曲線cv2)與輸入電流IB(曲線cv1)，輸入電流IB為經溫度補償後的電流，具有正溫度係數的特性，輸入電流IB的值會隨著溫度的上升而遞增，而電流增益的值會隨著溫度的上升而遞減。值得注意的是，曲線cv1的斜率絕對值越接近曲線cv2斜率絕對值，則射頻功率放大器400之輸出電流IC的溫度補償效應越佳。在圖5C中，縱座標代表輸出電流IC(曲線cv3)，輸出電流IC經過溫度補償後，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，進而射頻功率放大器400能夠輸出穩定的輸出功率，維持高線性度的需求。

據此，於實際應用上，本揭露內容之射頻功率放大器400具有優良的溫度補償效應，使得射頻功率放大器400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於讓放大信號失真。換句話說，相較於先前技藝，射頻功率放大器400面對在環境溫度的變化下，比較不會遭遇任何線性度大幅衰減的問題。

應用上，輸出級單元350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之一端耦接第二電晶體T2的基極，另一端耦接射頻輸入信號RFIN。第一電感 L1耦接系統電壓VCC與第二電晶體T2集極之間。第二電容C2的一端耦接至第二電晶體T2的集極，另一端輸出射頻輸出信號RFOUT。

當射頻功率放大器400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400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400能夠在直流工作模式與交流工作模式順利的運作。

〔電子系統的實施例〕

請參照圖6，圖6為根據本發明實施例之電子系統之區塊示意圖。電子系統600包括射頻功率放大器610與負載620。射頻功率放大器610接收射頻輸入信號RFIN且輸出射頻輸出信號RFOUT至負載620，亦即射頻功率放大器610在耦接系統電壓與參考電壓後，會提供一穩定的輸出功率至負載620。射頻功率放大器610可以是上述圖3與圖4實施例中之功率放大器300與400的其中之一，且用以提供穩定的輸出功率給負載。電子系統600可以是各類型電子裝置內的系統，電子裝置例如是手持裝置或行動裝置等。

〔射頻功率放大器之溫度補償方法的實施例〕

請參照圖7，圖7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3或圖4所示的射頻功率放大器執行，因此請一併照圖3或圖4以利理解。射頻功率放大器之溫度補償方法包括以下步驟：將具負溫度 係數之基射極電壓作為偏壓電路內之第一電壓(步驟S710)。將第二電壓回授至偏壓電流產生單元，其中第二電壓為第一電壓之分壓(步驟S720)。產生具正溫度係數之輸入電流(步驟S730)。當輸出級單元之輸出電流與輸入電流之間之比值常數為負溫度係數時，輸出電流之溫度係數實質上等於零溫度係數。

關於射頻功率放大器之溫度補償方法之各步驟的相關細節在上述圖3~圖4實施例已詳細說明，在此恕不贅述。在此須說明的是，圖7實施例之各步驟僅為方便說明之須要，本發明實施例並不以各步驟彼此間的順序作為實施本發明各個實施例的限制條件。

〔實施例的可能功效〕

綜上所述，本發明實施例所提供的電子系統、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。換句話說，相較於先前技藝，本揭露內容之射頻功率放大器面對在環境溫度的變化下，比較不會遭遇任何線性度大幅衰減的問題。

在本揭露內容多個實施例中至少一實施例，輸入電流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，才能使輸出電流與輸出功率具有較佳的溫度補償效應。

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‧‧‧習知射頻功率放大器

Q1、Q2‧‧‧電晶體

300、400‧‧‧射頻功率放大器

310‧‧‧偏壓電流產生單元

320‧‧‧第一阻抗單元

330‧‧‧第二阻抗單元

340‧‧‧第三阻抗單元

350‧‧‧輸出級單元

600‧‧‧電子系統

610‧‧‧射頻功率放大器

620‧‧‧負載

CV1、CV2、CV3‧‧‧曲線

C1‧‧‧第一電容

C2‧‧‧第二電容

GND‧‧‧接地電壓

IC’、IC‧‧‧輸出電流

ID‧‧‧偏壓電流

ID’‧‧‧偏壓電流

IB’、IB‧‧‧輸入電流

IR‧‧‧接地電流

L1‧‧‧第一電感

n1‧‧‧節點

T1‧‧‧第一電晶體

T2‧‧‧第二電晶體

R1‧‧‧第一電阻

R1’‧‧‧電阻

R2‧‧‧第二電阻

R2’‧‧‧電阻

R3‧‧‧第三電阻

RFIN‧‧‧射頻輸入信號

RFOUT‧‧‧射頻輸出信號

S710~S730‧‧‧步驟

V1‧‧‧第一電壓

V2‧‧‧第二電壓

VCC’、VCC‧‧‧系統電壓

VGS‧‧‧閘源極電壓

VBE‧‧‧基射極電壓

VREF’、VREF‧‧‧參考電壓

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為習知射頻功率放大器之細部電路圖。

圖2A~2C為對應圖1之模擬曲線圖。

圖3為根據本發明實施例之射頻功率放大器之區塊示意圖。

圖4為根據本發明另一實施例之射頻功率放大器之細部電路示意圖。

圖5A~5C為對應圖4之模擬曲線圖。

圖6為根據本發明實施例之電子系統之區塊示意圖。

圖7為根據本發明實施例之溫度補償方法之流程圖。

300‧‧‧射頻功率放大器

310‧‧‧偏壓電流產生單元

320‧‧‧第一阻抗單元

330‧‧‧第二阻抗單元

340‧‧‧第三阻抗單元

350‧‧‧輸出級單元

ID‧‧‧偏壓電流

IB‧‧‧輸入電流

IR‧‧‧接地電流

RFIN‧‧‧射頻輸入信號

RFOUT‧‧‧射頻輸出信號

V1‧‧‧第一電壓

V2‧‧‧第二電壓

VREF‧‧‧參考電壓

Claims (10)

1. 一種射頻功率放大器，用以放大一射頻輸入信號，包括：一偏壓電流產生單元，接收一參考電壓；一第一阻抗單元，電性連接一偏壓電流產生單元；一第二阻抗單元，電性連接該第一阻抗單元，該第二阻抗單元與該第一阻抗單元之間具有負溫度係數之一第一電壓，並且該第二阻抗單元接收一接地電流；一第三阻抗單元，電性連接該第二阻抗單元，該第三阻抗單元與該第二阻抗單元之間具有一第二電壓，該第二電壓為該第一電壓之分壓，其中該偏壓電流產生單元電性連接至該第二阻抗單元與該第三阻抗單元之間，該偏壓電流產生單元根據該第二電壓以輸出具正溫度係數之一偏壓電流；以及一輸出級單元，電性連接至該第一阻抗單元與該第二阻抗單元之間，該輸出級單元接收一輸入電流，其中該偏壓電流等於該輸入電流加上該接地電流，且該輸入電流具正溫度係數之特性，當該輸出級單元之一輸出電流與一輸入電流之間之比值常數為負溫度係數時，該輸出電流之溫度係數實質上等於零溫度係數。
2. 如申請專利範圍第1項所述之射頻功率放大器，其中該第一電壓由該輸出級單元所提供。
3. 如申請專利範圍第1項所述之射頻功率放大器，其中該偏壓電流產生單元包括：一第一電晶體，其汲極耦接該參考電壓，其閘極接收該第二電壓，其源極輸出該偏壓電流，該第一電晶體根據該第二電壓以輸出具正溫度係數之該偏壓電流， 其中該第一電晶體為空乏型電晶體。
4. 如申請專利範圍第3項所述之射頻功率放大器，其中該第一阻抗單元包括：一第一電阻，其一端耦接該第一電晶體之源極，該偏壓電流之大小根據該第一電阻之電阻值與該參考電壓來決定。
5. 如申請專利範圍第4項所述之射頻功率放大器，其中該第二阻抗單元包括：一第二電阻，其一端耦接該第一電阻之另一端，該第二電阻與該第一電阻之間具有負溫度係數之該第一電壓，其中該第二電阻之一端接收該接地電流。
6. 如申請專利範圍第5項所述之射頻功率放大器，其中該第三阻抗單元包括：一第三電阻，其一端耦接該第二電阻之另一端，其另一端耦接一接地電壓，該第三電阻與該第二電阻之間具有該第二電壓，並且該第二電壓為第一電壓之分壓，其中該第一電晶體之閘極耦接該第二電阻與該第三電阻之間，並且透過調整該第二與該第三電阻之電阻值，使得該第一電晶體輸出具正溫度係數之該偏壓電流。
7. 如申請專利範圍第6項所述之射頻功率放大器，其中該輸出級單元包括：一第二電晶體，其基極耦接該第一電阻與該第二電阻之間且接收該輸入電流，其射極耦接該接地電壓，其集極耦接一系統電壓，其中該第二電晶體之基射極電壓為該第一電壓，並且該第二電晶體藉由具正溫度係數之該輸入電流以補償該第二電晶體之一輸出電流。
8. 一種電子系統，適用於射頻通訊，該電子系統包括： 如申請專利範圍第1項所述之射頻功率放大器，用以穩定一輸出功率，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；以及一負載，電性連接至該射頻功率放大器，該負載用以接收該射頻輸出信號，其中該偏壓電流產生單元根據該第二電壓以輸出具正溫度係數之一偏壓電流。
9. 一種射頻功率放大器之溫度補償方法，包括：將具負溫度係數之一基射極電壓作為一偏壓電路內之一第一電壓；將一第二電壓回授至一偏壓電流產生單元，其中該第二電壓為該第一電壓之分壓；以及產生具正溫度係數之一輸入電流，其中當一輸出級單元之一輸出電流與該輸入電流之間之比值常數為負溫度係數時，該輸出電流之溫度係數實質上等於零溫度係數，其中該溫度補償方法用於如申請專利範圍第1項所述之射頻功率放大器或如申請專利範圍第8項所述之電子系統。
10. 如申請專利範圍第9項所述之溫度補償方法，更包括：該偏壓電流產生單元根據該第二電壓以輸出具正溫度係數之該偏壓電流。