WO2018227998A1 - 射频功率放大器的温度补偿电路和射频功率放大电路 - Google Patents

射频功率放大器的温度补偿电路和射频功率放大电路 Download PDF

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Definitions

  • the temperature control power source is connected to the adjustable resistance circuit through the first node, and configured to provide an electrical signal that changes with temperature to the adjustable resistance circuit; the electrical signal of the temperature control power source and the absolute temperature are Just proportional.
  • the negative feedback signal will be input to the RF power amplifier 702, and the gain of the RF power amplifier 702 will change after the RF power amplifier 702 receives the negative feedback signal.
  • the negative feedback signal changes according to a change of the second electrical signal of the first node.
  • the gain of the RF power amplifier 702 is counteracted by a temperature-to-gain effect, which can cancel the RF power amplifier.
  • the gain of 702 is affected by temperature.
  • the bias circuit 703 includes a bias signal output terminal, and the bias signal output terminal is coupled to the second node for providing a DC bias signal to the RF power amplifier.
  • the temperature-controlled power supply is connected to the adjustable resistance circuit through the first node, and configured to provide an electrical signal that changes with temperature to the adjustable resistance circuit; the electrical signal of the temperature-controlled power supply and the absolute temperature are positive Relatedly, for example, the electrical signal of the temperature controlled power source is proportional to the temperature of the current circuit.
  • the absolute temperature is the temperature of the entire circuit of the current circuit, or the actual temperature value of the temperature-controlled power supply that changes synchronously with the temperature of the RF power amplifier.
  • the clamping circuit is connected to the first node and configured to limit an upper limit of the second electrical signal; represented by Vg Clamp in FIG. 7, the clamping circuit may be a circuit such as a diode, a capacitor, or a resistor.
  • the simple clamp circuit composed of components can also be a triode clamp circuit composed of circuit components such as a triode, a capacitor and a resistor.
  • the electric signal can be fixed at a specified value to stabilize the electrical signal in the circuit.
  • a clamp circuit having a function of stabilizing an electrical signal can be used in the circuit of the present invention.
  • the resistor circuit includes n resistors and a ground resistor, wherein n resistors are connected in parallel with the n transistors for providing a DC zero level to the n transistors; wherein n is a positive integer greater than 3.
  • the resistor circuit includes n resistors in parallel with the transistor, which may be denoted as Rs1, Rs2, ..., Rsn, and the ground resistance may be expressed as Rg.
  • the RF power amplifier 702 includes an amplification transistor, an input end of the amplification transistor is connected to the second node, and an output end of the amplification transistor is connected to the third node, for receiving an input signal at the input end, and amplifying the input signal
  • the gain of the RF power amplifier 702 is affected by the temperature.
  • the normal operating temperature of the RF power amplifier 702 can be set to 25 ° C. When the operating temperature exceeds the normal operating temperature, it is a high temperature, and when the operating temperature is lower than the normal operating temperature, it is a low temperature.
  • the transistor of the RF power amplifier 702 can be a Metal-Oxide-Semiconductor (MOS) field effect transistor, a Heterojunction Bipolar Transistor (HBT), a bipolar junction transistor. (Bipolar Junction Transistor, BJT) and other circuit components with RF power amplification.
  • MOS Metal-Oxide-Semiconductor
  • HBT Heterojunction Bipolar Transistor
  • BJT Bipolar Junction Transistor
  • the gain of the RF power amplifier 702 increases, affecting the performance of the RF power amplifier circuit.
  • the second node of the first node The signal, that is, Vg will increase as Ith increases. Since Vg supplies the gate voltage to the series transistor group in the negative feedback circuit 701b, when Vg increases, the Req of the series transistor group decreases, and the negative feedback circuit 701b is strengthened. The feedback function suppresses the increase of the gain of the RF power amplifier 702 and realizes the compensation of the low temperature gain.
  • the composition of the temperature compensation circuit of the radio frequency power amplifier may be as shown in FIG. 9.
  • the temperature compensation circuit 901 includes a temperature control circuit 901a and a negative feedback circuit 901b.
  • the temperature control circuit 901a has the same specific structure as the temperature control circuit 201 in the foregoing embodiment, and details are not described herein again.
  • the m inverters can be represented as A1, A2, ..., Am, the power supply of each inverter is connected to the first node, and Vg is used as an input signal.
  • the outputs of the inverters A1, A2, ..., Am are connected to the gates of the corresponding transistor groups.
  • the inverters A1, A2, ..., Am can be controlled by the logic signals Ctrl1, Ctrl2, ..., Ctrlm, thereby implementing various feedback resistance adjustable functions.
  • the resistor circuit includes an m-way resistor group and a grounding resistor, each resistor group of the m-channel resistor group includes n resistors, and the n resistors and n transistors of each of the transistor group circuits Parallel, for providing a DC zero level to the transistor groups connected in parallel with the m channels; n transistors in each path can be equivalent to n resistors, connected in parallel with n resistors in each path, and the resistance of each channel depends on each channel The sum of the equivalent on-resistances of the transistors, the total resistance of the m-path is the total resistance after each resistor is connected in parallel. Where m is a positive integer greater than 1, and n is a positive integer greater than 3.
  • the radio frequency power amplifier 902 includes: at least one input end and at least one output end for amplifying an input signal;
  • the input end is connected to the second node for receiving the input signal; the output end is connected to the negative feedback circuit through a third node, and is configured to output an output signal amplified by the input signal;
  • the gain of the RF power amplifier 902 is a function of temperature.
  • the specific structure of the radio frequency power amplifying circuit is as shown in FIG. 10, and the temperature compensating circuit 1001, the radio frequency power amplifier 1002, and the bias circuit 1003 may be any one of the foregoing embodiments. The implementation method will not be described here.

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Abstract

本发明公开了一种射频功率放大器的温度补偿电路，所述温度补偿电路包括：温度控制电路及负反馈电路；其中，所述温度控制电路，配置为产生与温度相对应的第一电信号，根据所述第一电信号调整第一节点的第二电信号；所述负反馈电路，配置为基于所述第二电信号，通过第二节点向射频功率放大器提供负反馈信号；其中，所述第二电信号，用于使所述负反馈电路的阻值变化，以调整与所述阻值相关的所述负反馈信号；所述负反馈信号，用于输入所述射频功率放大器，使得所述射频功率放大器的增益变化。本发明还同时公开了一种射频功率放大电路。

Description

射频功率放大器的温度补偿电路和射频功率放大电路
本申请基于申请号为201710436998.3、申请日为2017年06月12日的中国专利申请提出，并要求该中国专利申请的优先权，该中国专利申请的全部内容在此引入本申请作为参考。
技术领域
本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种射频功率放大器的温度补偿电路和射频功率放大电路。
背景技术
在移动通信系统中，射频功率放大器的效率和线性度都直接影响通信过程中的能耗和质量。终端设备需要在不同的场景和地域都能正常工作，这就要求射频功率放大器的工作温度范围至少可以覆盖-25℃～85℃，即在低温和高温环境下射频功率放大器的性能都能满足移动通信协议对功耗和线性度的要求。但由于晶体管的温度特性会造成射频功率放大器工作点的变化，一般来说，温度升高，射频功率放大器增益下降；温度降低，放大器增益上升。
但是，晶体管的温度特性会导致射频功率放大器性能恶化，不能满足移动通信协议对功耗和线性度的指标。有效的解决方法是在射频功率放大器中加入温补电路来补偿晶体管的这种温度特性。
然而，常用的射频功率放大器的温度补偿电路存在一些问题：在高温情况下，射频功率放大器的偏置电流Id会被温度补偿电路抬高，导致放大器的直流工作点被抬高，电路的功耗增加，推高射频功率放大器的工作温 度，射频功率放大器的放大线性度会恶化；在低温情况下，射频功率放大器的偏置电流Id会被温度补偿电路拉低，射频功率放大器的直流工作点被压低，会导致射频功率放大器工作在大信号时，射频功率放大器的增益突起，功率回退时射频功率放大器的线性度变差。这里的直流工作点为：所述射频功率放大器的输入信号为零时，放大器处于直流状态的工作点。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例期望提供一种射频功率放大器的温度补偿电路和射频功率放大电路，至少部分解决射频功率放大器受温度影响而出现线性度变差的问题。
本发明实施例的技术方案是这样实现的：
本发明实施例提供了一种射频功率放大器的温度补偿电路；所述温度补偿电路包括：温度控制电路及负反馈电路；其中，
所述温度控制电路，与所述负反馈电路连接，配置为产生与温度相对应的第一电信号，根据所述第一电信号调整第一节点的第二电信号；所述第一节点为：所述温度控制电路和所述负反馈电路的连接上的一点；
所述负反馈电路，与所述射频功率放大器的输入端连接，配置为基于所述第二电信号，向所述射频功率放大器提供负反馈信号；其中，所述第二电信号，用于使所述负反馈电路的阻值变化，以调整与所述阻值相关的所述负反馈信号；
其中，所述负反馈信号，配置为输入所述射频功率放大器，使得所述射频功率放大器的增益变化。
本发明实施例还提供了一种射频功率放大电路，所述射频功率放大电路包括：温度补偿电路和射频功率放大器；其中，
所述温度补偿电路包括：温度控制电路及负反馈电路；其中，
所述温度控制电路，配置为产生与温度相对应的第一电信号，根据所述第一电信号调整第一节点的第二电信号；所述第一节点为：所述温度控制电路和所述负反馈电路的连接上的一点；
所述负反馈电路，配置为基于所述第二电信号，通过第二节点向射频功率放大器提供负反馈信号；其中，所述第二电信号，用于使所述负反馈电路的阻值变化，以调整与所述阻值相关的所述负反馈信号；所述第二节点为所述负反馈电路连接射频功率放大器的输入端的连接上的一点；
其中，所述负反馈信号，配置为输入所述射频功率放大器，使得所述射频功率放大器的增益变化。
所述射频功率放大器，包括：至少一个输入端和至少一个输出端，用于放大输入信号；
其中，所述射频功率放大器的输入端与第二节点连接，用于接收所述输入信号；
所述射频功率放大器的输出端通过第三节点与所述负反馈电路连接，用于输出输入信号放大的输出信号；其中，所述射频功率放大器的增益是随温度变化的；其中，所述第三节点为：所述负反馈电路连接射频功率放大器的输出端连接上的一点。
本发明实施例提供的射频功率放大器的温度补偿电路和射频功率放大电路，在温度补偿电路中设置温度控制电路和负反馈电路，所述温度控制电路可以产生与温度对应的第二电信号，然后将第二电信号提供给负反馈电路。所述负反馈电路基于所述第二电信号，向射频功率放大器提供与温度相关的负反馈信号。这里的负反馈信号，输入到射频功率放大器之后，可以使得射频功率放大器产生与温度相反的作用，从而可以削弱温度对射频功率放大器的影响，解决现有技术中由于偏置电路温度补偿对放大器工作点的影响而导致射频功率放大器放大线性变差的问题，稳定射频功率放 大器的工作点，提高射频功率放大电路的稳定性和工作效率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种射频功率放大器的温度补偿电路的组成结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种射频功率放大器的温度补偿电路的具体组成结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种温控电源和稳态电源产生的电信号与温度的关系示意图；
图4为本发明实施例提供的一种不同可调电阻阻值对应的第二电信号随温度变化的示意图；
图5为本发明实施例提供的一种晶体管的等效导通电阻与栅极电压的关系示意图；
图6为本发明实施例提供的一种晶体管组等效成电阻的射频功率放大电路的具体组成结构示意图；
图7为本发明实施例提供的一种射频功率放大电路的具体组成结构示意图；
图8为本发明实施例提供的一种负反馈电路的接入隔直电容的射频功率放大电路的具体组成结构示意图；
图9为本发明实施例提供的一种射频功率放大器的温度补偿电路具体组成结构示意图；
图10为本发明实施例提供的一种射频功率放大电路的具体组成结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例中，射频功率放大器的温度补偿电路用于补偿温度对射频功率放大器增益的影响，使射频功率放大器工作在线性工作区对输入信号进行放大；所述温度补偿电路包括温度控制电路和负反馈电路，温度控制电路产生与温度相对应的第一电信号，并根据所述第一电信号调整第一节点的第二电信号；第二电信号通过所述第一节点提供给所述负反馈电路，改变所述负反馈电路中的负反馈电路的阻值，进而调整向射频功率放大器反馈的负反馈信号，使得射频功率放大器的增益变化，对射频功率放大器进行温度补偿。
为了能够更加详尽地了解本发明的特点与技术内容，下面结合附图对本发明的实现进行详细阐述，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例中，射频功率放大器的温度补偿电路的基本组成结构如图1所示，所述温度补偿电路包括：温度控制电路101和负反馈电路102。
所述温度控制电路101，用于产生与温度相对应的第一电信号，根据所述第一电信号调整第一节点的第二电信号；所述第一节点为所述温度控制电路和所述负反馈电路的连接上的任意一点。
所述温度控制电路101产生与温度相对应的第一电信号为：所述温度控制电路101可以根据电路内温度的变化，产生随温度变化而变化的第一电信号，当温度升高或降低时，所述第一电信号增大或者减小，所述第一电信号可以为电压信号或者电流信号。所述根据所述第一电信号调整第一节点的第二电信号为：由于第一节点连接所述温度控制电路101和所述负反馈电路102，当所述第一电信号根据温度的变化而改变时，会引起第一节点上第二电信号的变化，也就是所述第二信号也会根据温度的变化而变化；其中，所述第二电信号可以是电压信号或者电流信号。
所述负反馈电路102，配置为基于所述第二电信号，通过第二节点向射频功率放大器提供负反馈信号；其中，所述第二电信号，用于使所述负反馈电路的阻值变化，以调整与所述阻值相关的所述负反馈信号；所述第二节点为所述负反馈电路和射频功率放大器输入端的连接上的任意一点。
其中，所述负反馈信号用于输入射频功率放大器，使得射频功率放大器的增益变化，所述负反馈信号根据第一节点的第二电信号变化而变化，输入射频功率放大器之后，对所述射频功率放大器的增益起到温度对增益作用的反作用，可以抵消射频功率放大器的增益受温度影响而引起的变化。所述负反馈电路基于所述第二电信号，通过第二节点向所述射频功率放大器提供负反馈信号为：所述负反馈电路的阻值受到所述第二电信号的控制，所述第二电信号，用于使所述负反馈电路的阻值变化，以调整与所述阻值相关的所述负反馈信号。当所述第二电信号随温度的变化而改变时，所述负反馈电路的阻值也随着第二电信号而改变，进而改变与所述阻值相关的负反馈信号；所述负反馈电路的一端通过第二节点与射频功率放大器的输入端相连，通过第二节点向射频功率放大器提供负反馈信号，所述负反馈电路的另一端通过第三节点与所述射频功率放电器的输出端相连。
在一个实施例中，所述射频功率放大器的温度补偿电路的具体组成结构如图2所示，所述温度补偿电路包括温度控制电路201和负反馈电路202。
所述温度控制电路201包括温控电源、稳态电源、钳位电路、滤波电路和可调电阻电路。
所述温控电源，通过所述第一节点与所述可调电阻电路连接，配置为向所述可调电阻电路提供随温度改变的电信号；所述温控电源的电信号与绝对温度成正比。
所述稳态电源，通过所述第一节点与所述可调电阻电路连接，配置为向所述可调电阻电路提供固定值的电信号；所述稳态电源的电信号不随温 度的变化而变化。
本实施例中，所述温控电源和所述稳态电源均为电流源，所述温控电源和所述稳态电源产生的电信号与温度的关系如图3所示。其中，图3中的(1)为稳态电源的电流信号与温度的线性关系，Iref代表稳态电源的电流信号，I 1为稳态电源的固定值，temp表示温度；图3中的(2)I th表示温控电源的电流信号与温度的线性关系，I 0表示电流信号可以调节的最大值，temp表示温度，T H和T L分别表示温度的上下限，温控电源的工作温度范围包括-25℃至85℃，I th的表达式为：I th＝(I 0/(T H-T L))×(temp-T L)，Iref和I th的方向相反，图3中的(3)为方向相反的Iref和I th抵消后的电流信号I Rt与温度temp之间的线性关系示意图，I Rt的电流信号也就是所述可调电阻电路的电流信号，I Rt＝Iref-I th。
所述钳位电路，与所述第一节点相连，配置为限制所述第二电信号的上限。所述第二电信号的上限在图2中用Vg Clamp表示，所述钳位电路可以是由二极管、电容器、电阻等电路元器件组成的简单钳位电路，也可以是由三极管、电容器、电阻等电路元器件组成的三极管钳位电路，总之可以将电信号固定在指定范围区间内，从而实现稳定电路中的电信号的作用。具有稳定电信号作用的钳位电路均可以用于发明本实施例的电路中。
所述滤波电路，与所述第一节点相连，配置为滤除所述第二电信号中的干扰信号；所述滤波电路可以由电容组成，图2中用C1表示。
所述可调电阻电路，与所述第一节点相连，配置为调节所述第二电信号；所述可调电阻电路由可调电阻Rt和晶体管Mm1串联组成，通过可调电阻Rt可以调节第一节点的第二电信号随温度变化的斜线斜率，具体变化关系如图4所示，所述第二电信号为第一节点的电压信号，根据欧姆定律，第一节点的电压Vg可以表示为Vg＝((T H-T L)/V g1-V gh)×(T H-temp)，其中，V g1为temp＝T L时斜线1中Vg对应的取值，V gh为temp＝T L时斜线 1中Vg对应的取值，图4中斜线1、2、3分别表示Rt取不同值时Vg与temp的线性关系，可见，通过调节Rt，可以改变Vg与temp线性关系的斜率。所述Mm1可以抵消负反馈电路中串联晶体管组的阈值电压随工艺的波动，在对于温度补偿性能要求不高的应用中，可以将Mm1去掉以节省芯片的面积。
所述负反馈电路202包括：晶体管组电路、电阻电路、第一电容和第二电容。
所述晶体管组电路，包括n个串联的晶体管，所述晶体管的输入端与所述第一节点相连，配置为使所述负反馈电路的阻值随所述第二电信号变化而变化。所述晶体管组电路包括n个串联晶体管Ms1，Ms2，...，Msn，n为大于3的正整数。每个晶体管的栅极均与第一节点相连，由第一节点的第二电信号也就是Vg控制每个晶体管的栅极电压，当晶体管工作在线性工作区时，晶体管的等效导通电阻Ron与晶体管栅极电压Vg存在一定的函数关系，Ron与Vg的函数关系曲线如图5所示，图5(1)中表示Ron与Vg成反比例关系，图5(2)中表示1/Ron与Vg成线性正比例关系，所述n个串联晶体管的等效导通电阻可以表示为Req1，Req2，…，Reqn。
所述电阻电路，包括n个电阻和1个接地电阻，其中n个电阻与所述n个晶体管并联，配置为向所述n个晶体管提供直流零电平。n为大于3的正整数。所述电阻电路包括n个与晶体管并联的电阻，可以表示为Rs1，Rs2，…，Rsn，接地电阻可以表示为Rg。所述电阻Rs1，Rs2，…，Rsn的取值远大于等效导通电阻值Req1，Req2，…，Reqn，所述负反馈电路的负反馈特性取决于串联总电阻Req＝Req1+Req2+…+Reqn，可以将n个晶体管等效地看成n个电阻。由负反馈电路原理可知，射频功率放大器在相同的电流偏置条件下，Vg越大，Req越小，射频功率放大器的增益越小；Vg越小，Req越大，射频功率放大器的增益越大。
所述第一电容，位于所述第二节点和所述晶体管组电路之间，可以表示为Cf1，可以用于过滤电路中的直流电流。
所述第二电容，位于第三节点和所述晶体管组电路之间，可以表示为Cf2，可以用于过滤电路中的直流电流；所述第三节点为所述负反馈电路和所述射频功率放大器输出端的连接点。
本发明实施例还提供了一种射频功率放大电路，所述射频功率放大电路的基本组成结构如图7所示，包括：温度补偿电路701、射频功率放大器702和偏置电路703；所述温度补偿电路包括：温度控制电路701a和负反馈电路701b。
所述温度控制电路701a，配置为产生与温度相对应的第一电信号，根据所述第一电信号调整第一节点的第二电信号；所述第一节点为所述温度控制电路701a和所述负反馈电路701b的连接点。这里的连接点泛指所述温度控制电路701a和所述负反馈电路701b连接上的任意一点。
所述温度控制电路701a产生与温度相对应的第一电信号为：所述温度控制电路701a可以根据电路内温度的变化，产生随温度变化而变化的第一电信号，当温度升高或降低时，所述第一电信号增大或者减小，所述第一电信号可以为电压信号或者电流信号。所述根据所述第一电信号调整第一节点的第二电信号为：由于第一节点连接所述温度控制电路701a和所述负反馈电路701b，当所述第一电信号根据温度的变化而改变时，会引起第一节点上第二电信号的变化，也就是所述第二信号也会根据温度的变化而变化；其中，所述第二电信号可以是电压信号或者电流信号。
所述负反馈电路701b，配置为基于所述第二电信号，通过第二节点向所述射频功率放大器702提供负反馈信号；其中，所述第二电信号，用于使所述负反馈电路701b的阻值变化，以调整与所述阻值相关的所述负反馈信号；所述第二节点为所述负反馈电路701b和所述射频功率放大器702输 入端的连接点。这里对应于第二节点的连接点泛指：所述负反馈电路701b和所述射频功率放大器702输入端的连接上的任意一点。
所述负反馈信号，将被输入所述射频功率放大器702，射频功率放大器702在接收到所述负反馈信号之后，射频功率放大器702的增益会发生变化。所述负反馈信号根据第一节点的第二电信号变化而变化，输入所述射频功率放大器702之后，对所述射频功率放大器702的增益起到温度对增益作用的反作用，可以抵消射频功率放大器702的增益受温度影响而引起的变化。
例如，所述负反馈电路基于701b所述第二电信号，通过第二节点向所述射频功率放大器702提供负反馈信号为：所述负反馈电路701b的阻值受到所述第二电信号的控制。
所述第二电信号，用于使所述负反馈电路701b的阻值变化，以调整与所述阻值相关的所述负反馈信号。当所述第二电信号随温度的变化而改变时，所述负反馈电路701b的阻值也随着第二电信号而改变，进而改变与所述阻值相关的负反馈信号；所述负反馈电路701b的一端通过第二节点与所述射频功率放大器702的输入端相连，通过第二节点向所述射频功率放大器702提供负反馈信号，所述负反馈电路701b的另一端通过第三节点与所述功率放电器702的输出端相连。
所述射频功率放大器702，包括：至少一个输入端和至少一个输出端，用于放大输入信号；其中，所述输入端与第二节点连接，接收所述输入信号；所述输出端通过第三节点与所述负反馈电路701b连接，输出输入信号放大后的输出信号；其中，所述射频功率放大器702的增益是随温度变化的。
所述射频功率放大器702在输入端接收输入信号，将所述输入信号放大后在输出端输出，所述放大后的输出信号为射频功率放大器702的输出 信号；所述输入信号，包括负反馈电路反馈701b的负反馈信号、偏置电路703提供的直流偏置信号以及外部电路提供的射频信号。
所述偏置电路703，包括偏置信号输出端，所述偏置信号输出端与所述第二节点相连，用于向所述射频功率放大器提供直流偏置信号。
所述温度控制电路701a包括温控电源、稳态电源、钳位电路、滤波电路和可调电阻电路。
所述温控电源，通过所述第一节点与所述可调电阻电路连接，配置为向所述可调电阻电路提供随温度改变的电信号；所述温控电源的电信号与绝对温度正相关，例如，所述温控电源的电信号与当前电路的温度成正比。所述绝对温度为当前电路整个电路的温度，或者，与所述射频功率放大器的温度保持同步变化的所述温控电源的实际温度值。
所述稳态电源，通过所述第一节点与所述可调电阻电路连接，配置为向所述可调电阻电路提供固定值的电信号；所述稳态电源的电信号不随温度的变化而变化。
本实施例中，所述温控电源和所述稳态电源均为电流源，图7中Ith表示温控电流源，Iref表示稳态电流源。
所述钳位电路，与所述第一节点相连，配置为限制所述第二电信号的上限；在图7中用Vg Clamp表示，所述钳位电路可以是由二极管、电容器、电阻等电路元器件组成的简单钳位电路，也可以是由三极管、电容器、电阻等电路元器件组成的三极管钳位电路，可以将电信号固定在指定的值上，稳定电路中的电信号。具有稳定电信号作用的钳位电路均可以用于发明本实施例的电路中。
所述滤波电路，与所述第一节点相连，配置为滤除所述第二电信号中的干扰信号；所述滤波电路可以由电容组成，图7中用C1表示。
所述可调电阻电路，与所述第一节点相连，配置为调节所述第二电信 号；所述可调电阻电路由可调电阻Rt和晶体管Mm1串联组成。所述Mm1可以抵消负反馈电路中串联晶体管组的阈值电压随工艺的波动，在对于温度补偿性能要求不高的应用中，可以将Mm1去掉以节省芯片的面积。
所述负反馈电路701b包括：晶体管组电路、电阻电路、第一电容和第二电容。
所述晶体管组电路，包括n个串联的晶体管，所述晶体管的输入端与所述第一节点相连，用于使所述负反馈电路的阻值随所述第二电信号变化而变化；所述晶体管组电路包括n个串联晶体管Ms1，Ms2，...，Msn，n为大于3的正整数。这里，晶体管为金属-氧化物-半导体(metal-oxide-semiconductor，MOS)场效应管，每个MOS管的栅极均与第一节点相连，由第一节点的第二电信号也就是Vg控制每个MOS管的栅极电压。
所述电阻电路，包括n个电阻和1个接地电阻，其中n个电阻与所述n个晶体管并联，用于向所述n个晶体管提供直流零电平；其中，n为大于3的正整数；所述电阻电路包括n个与晶体管并联的电阻，可以表示为Rs1，Rs2，…，Rsn，所述接地电阻可以表示为Rg。所述电阻Rs1，Rs2，…，Rsn的取值远大于等效导通电阻值Req1，Req2，…，Reqn，所述负反馈电路701b的负反馈特性取决于串联总电阻Req＝Req1+Req2+…+Reqn，可以将n个晶体管等效地看成n个电阻，晶体管等效成电阻的示意图如图6所示。由负反馈电路原理可知，射频功率放大器702在相同的直流偏置条件下，Vg越大，Req越小，射频功率放大器702的增益越小；Vg越小，Req越大，射频功率放大器702的增益越大。
所述第一电容，位于所述第二节点和所述晶体管组电路之间，可以表示为Cf1，可以用于过滤电路中的直流电流。
所述第二电容，位于第三节点和所述晶体管组电路之间，可以表示为 Cf2，可以用于过滤电路中的直流电流，其中，所述第三节点为所述负反馈电路701b和所述射频功率放大器702输出端的连接点。
所述射频功率放大器702包括放大晶体管，所述放大晶体管的输入端连接所述第二节点，放大晶体管的输出端连接第三节点，用于在输入端接收输入信号，将所述输入信号放大后在输出端输出，所述射频功率放大器702的增益受温度的影响，当工作温度由常温上升到高温时，射频功率放大器702的增益会降低，当工作温度由常温下降到低温时，射频功率放大器702的增益会升高。可以将射频功率放大器702的正常工作温度设置为25℃，当工作温度超过正常工作温度时，即为高温，当工作温度低于正常工作温度时，即为低温。
可选地，所述射频功率放大器702还可以包括隔直电容Cblock1和Cblock2，用于隔离外部电路的直流电流。其中，Cblock1的一端与第二节点相连，另一端连接外部电路；Cblock2的一端与第三节点相连，另一端连接外部电路。所述负反馈电路701b连接第二节点的一端还可以连接到Cblock1与外部电路连接的一端，此时的电路结构如图8所示。
其中，所述射频功率放大器702的晶体管可以为金属-氧化物-半导体(Metal-Oxide-Semiconductor，MOS)场效应管、异质结双极晶体管(Heterojunction Bipolar Transistor，HBT)、双极结型晶体管(Bipolar Junction Transistor，BJT)等具有射频功率放大功能的电路元件。
所述偏置电路703包括电流源Ib、晶体管M1和电阻R1，M1的栅极连接R1的一端，R1另一端连接M2的栅极，为所述射频功率放大器提供直流偏置电流。
当射频功率放大电路的工作温度由正常工作温度上升到高温时，所述射频功率放大器702的增益会降低，影响射频功率放大电路的工作性能，此时，所述第一节点的第二电信号，也就是Vg会随着Ith的减小而减小， 由于Vg向负反馈电路中串联晶体管组提供栅极电压，Vg减小时，串联晶体管组的串联总电阻Req增大，减弱负反馈电路的反馈作用，补偿射频功率放大器702的增益的降低，实现高温增益的补偿作用。
当射频功率放大电路的工作温度由正常工作温度下降到低温时，所述射频功率放大器702的增益会升高，影响射频功率放大电路的工作性能，此时，所述第一节点的第二电信号，也就是Vg会随着Ith的增大而增大，由于Vg向负反馈电路701b中串联晶体管组提供栅极电压，Vg增大时，串联晶体管组的Req减小，加强负反馈电路701b的反馈作用，抑制射频功率放大器702的增益的升高，实现低温增益的补偿作用。
在本发明实施例中，所述射频功率放大器的温度补偿电路的组成可如图9所示。所述温度补偿电路901包括温度控制电路901a和负反馈电路901b，所述温度控制电路901a与前述实施例中的温度控制电路201的具体组成结构相同，这里不再赘述。
所述负反馈电路901b包括反相器组电路、晶体管组电路、并联电阻电路、第一电容和第二电容；
所述反相器组电路，包括m个反相器，每个反相器的输出端与所述晶体管组电路中每路晶体管组的输入端相连，每个反相器的输入端与所述第一节点相连，用于将所述第二电信号反向后传输给所述晶体管组电路，m为大于1的正整数。
所述m个反相器可以表示为A1，A2，…，Am，每个反相器的电源端接到第一节点，Vg作为输入信号。反相器A1，A2，…，Am的输出接到对应的晶体管组的栅极。反相器A1，A2，…，Am可以受逻辑信号Ctrl1，Ctrl2，…，Ctrlm控制，从而实现多种反馈阻值可调的功能。
所述晶体管组电路，包括m路并联的晶体管组，每路晶体管组包括n个串联的晶体管，用于使所述随所述晶体管组电路的阻值随第二电信号变 化而变化；所述每路晶体管组的栅极连接对应的反相器的输出端，m路并联的晶体管组共同连接第一电容和第二电容，在射频功率放大器的输出端和输入端形成负反馈的通路。
所述电阻电路，包括m路电阻组和1个接地电阻，所述m路电阻组中每路电阻组包括n个电阻，所述n个电阻与所述晶体管组电路中每路的n个晶体管并联，用于向所述m路并联的晶体管组提供直流零电平；每一路中n个晶体管可以等效成n个电阻，与每一路中n个电阻并联，每一路的电阻取决于每一路晶体管的等效导通电阻之和，m路的总电阻为每一路电阻并联之后的总电阻。其中，m为大于1的正整数，n为大于3的正整数。
所述第一电容，位于所述第二节点和所述晶体管组电路之间；
所述第二电容，位于所述第三节点和所述晶体管组电路之间；
所述负反馈电路中每个反相器输出的最大电压等于电源端电压，当Vg随温度变化时，反相器输出的最大电压也同时随温度变化，从而实现对射频功率放大电路的温度补偿作用。
在本发明实施例中，还提供了一种射频功率放大电路，所述射频功率放大电路的具体组成结构如图9所示，所述射频功率放大电路包括：温度补偿电路901、射频功率放大器902和偏置电路903。
所述温度补偿电路901包括：温度控制电路901a及负反馈电路901b；
其中，所述温度控制电路901a用于产生与温度相对应的第一电信号，根据所述第一电信号调整第一节点的第二电信号；所述第一节点为所述温度控制电路901a和所述负反馈电路901b的连接上的任意一点；
其中，所述负反馈电路901b，配置为基于所述第二电信号，通过第二节点向射频功率放大器提供负反馈信号；其中，所述第二电信号，用于使所述负反馈电路901b的阻值变化，以调整与所述阻值相关的所述负反馈信号；所述第二节点为所述负反馈电路连接射频功率放大器902输入端的连 接上的一点；所述负反馈信号，用于输入所述射频功率放大器，使得所述射频功率放大器902的增益变化。
所述射频功率放大器902包括：至少一个输入端和至少一个输出端，用于放大输入信号；
其中，所述输入端与第二节点连接，用于接收所述输入信号；所述输出端通过第三节点与所述负反馈电路连接，用于输出输入信号放大的输出信号；其中，所述射频功率放大器902的增益是随温度变化的。
所述偏置电路903包括偏置信号输出端，所述偏置信号输出端与所述第二节点相连，用于向所述射频功率放大器902提供直流偏置信号。
所述射频功率放大器902和所述偏置电路903与前述实施例中的射频功率放大器202和偏置电路203中具体组成电路结构相同，这里不再赘述。
在本发明实施例中，所述射频功率放大电路的具体组成结构如图10所示，所述温度补偿电路1001、射频功率放大器1002和偏置电路1003可以是前述任意一个实施例中任一种实现方式，这里不再赘述。
所述射频功率放大器1003包括n个放大晶体管，所述n个放大晶体管串联，每个晶体管的输入端连接所述第二节点，所述n个晶体管可以表示为M21，M22，…，M2k，其中k为大于1的正整数，M2k的源极连接第三节点，M21的漏极接地，所述射频功率放大器的功率增益为放大晶体管串联之后的总的增益。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。
工业实用性
本发明实施例中提供的的温度补偿电路及射频功率放大电路，利用所述温度控制电路可以产生与温度对应的第二电信号，然后将第二电信号提 供给负反馈电路。所述负反馈电路基于所述第二电信号，向射频功率放大器提供与温度相关的负反馈信号，从而通过负反馈信息号的产生，可以至少部分抵消温度对射频功率放大器的影响，从而可以提高射频功率放大器工作在线性放大区域的稳定性，从而提升射频功率放大器线性放大性能，具有积极的工业效果，且实现简单，可以在工业上广泛被使用。

Claims (9)

  1. 一种射频功率放大器的温度补偿电路，所述温度补偿电路包括：温度控制电路及负反馈电路；其中，
    所述温度控制电路，与所述负反馈电路连接，配置为产生与温度相对应的第一电信号，根据所述第一电信号调整第一节点的第二电信号；所述第一节点为：所述温度控制电路和所述负反馈电路的连接上的一点；
    所述负反馈电路，与所述射频功率放大器的输入端连接，配置为基于所述第二电信号，向所述射频功率放大器提供负反馈信号；其中，所述第二电信号，用于使所述负反馈电路的阻值变化，以调整与所述阻值相关的所述负反馈信号；
    其中，所述负反馈信号，用于输入所述射频功率放大器，使得所述射频功率放大器的增益变化。
  2. 根据权利要求1所述的电路，其中，所述温度控制电路，包括：温控电源、稳态电源、钳位电路、滤波电路和可调电阻电路；其中，
    所述温控电源，通过所述第一节点与所述可调电阻电路连接，配置为向所述可调电阻电路提供随温度改变的电信号；
    所述稳态电源，通过所述第一节点与所述可调电阻电路连接，配置为向所述可调电阻电路提供固定值的电信号；
    所述钳位电路，与所述第一节点相连，配置为限制所述第二电信号的上限；
    所述滤波电路，与所述第一节点相连，用于滤除所述第二电信号中的干扰信号；
    所述可调电阻电路，与所述第一节点相连，用于调节所述第二电信号。
  3. 根据权利要求1所述的电路，其中，所述负反馈电路，包括：晶体 管组电路、电阻电路、第一电容和第二电容；其中，
    所述晶体管组电路，包括n个串联的晶体管，所述晶体管的栅极与所述第一节点相连，用于使所述负反馈电路的阻值随所述第二电信号变化而变化；
    所述电阻电路，包括n个电阻和1个接地电阻，其中n个电阻与所述n个晶体管并联，用于向所述n个晶体管提供直流零电平；其中，n为大于3的正整数；
    所述第一电容，位于所述第二节点和所述晶体管组电路之间；其中，所述第二节点为所述负反馈电路与所述射频功率放大器的输入端的连接上的一点；
    所述第二电容，位于第三节点和所述晶体管组电路之间；所述第三节点为：所述负反馈电路和所述射频功率放大器的输出端的连接上的一点。
  4. 根据权利要求1所述的电路，其中，所述负反馈电路，包括：反相器组电路、晶体管组电路、并联电阻电路、第一电容和第二电容；其中，
    所述反相器组电路，包括m个反相器，每个反相器的输出端与所述晶体管组电路中每路晶体管组的输入端相连，每个反相器的输入端与所述第一节点相连，用于将所述第二电信号反向后传输给所述晶体管组电路；
    所述晶体管组电路，包括m路并联的晶体管组，每路晶体管组包括n个串联的晶体管，用于使所述随所述晶体管组电路的阻值随第二电信号变化而变化；
    所述电阻电路，包括m路电阻组和1个接地电阻，所述m路电阻组中每路电阻组包括n个电阻，所述n个电阻与所述晶体管组电路中每路的n个晶体管并联，用于向所述m路并联的晶体管组提供直流零电平；
    所述第一电容，位于所述第二节点和所述晶体管组电路之间；
    所述第二电容，位于第三节点和所述晶体管组电路之间；所述第三节 点为：所述负反馈电路和所述射频功率放大器的输出端的连接上的一点；
    其中，m为大于1的正整数，n为大于3的正整数。
  5. 一种射频功率放大电路，所述射频功率放大电路包括：温度补偿电路和射频功率放大器；其中，
    所述温度补偿电路包括：温度控制电路及负反馈电路；其中，
    所述温度控制电路，配置为产生与温度相对应的第一电信号，根据所述第一电信号调整第一节点的第二电信号；所述第一节点为：所述温度控制电路和所述负反馈电路的连接上的一点；
    所述负反馈电路，用于基于所述第二电信号，通过第二节点向射频功率放大器提供负反馈信号；其中，所述第二电信号，用于使所述负反馈电路的阻值变化，以调整与所述阻值相关的所述负反馈信号；所述第二节点为：所述负反馈电路连接射频功率放大器的输入端连接上的一点；
    其中，所述负反馈信号，用于输入所述射频功率放大器，使得所述射频功率放大器的增益变化；
    所述射频功率放大器，包括：至少一个输入端和至少一个输出端，用于放大输入信号；
    其中，所述射频功率放大器的输入端与所述第二节点连接，配置为接收所述输入信号；
    所述射频功率放大器的输出端通过第三节点与所述负反馈电路连接，用于输出输入信号放大的输出信号；其中，所述射频功率放大器的增益是随温度变化的；其中，所述第三节点为：所述负反馈电路连接射频功率放大器的输出端连接上的一点。
  6. 根据权利要求5所述的电路，其中，所述电路还包括：偏置电路；
    所述偏置电路，包括偏置信号输出端；
    所述偏置信号输出端与所述第二节点相连，配置为向所述射频功率放 大器提供直流偏置信号。
  7. 根据权利要求5所述的电路，其中于，所述射频功率放大器，包括：放大晶体管，所述放大晶体管的输入端连接所述第二节点。
  8. 根据权利要求5所述的电路，其中，所述射频功率放大器，包括：n个放大晶体管，所述n个放大晶体管串联，第一个放大晶体管的输入端连接所述第二节点。
  9. 根据权利要求5所述的电路，其中，所述射频功率放大器，还包括：隔直电容，配置为连接所述第二节点和所述负反馈电路。
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