[发明专利]射频功率放大器过温保护电路

说明书

技术领域

本发明涉及射频功率放大器技术领域，具体是指一种射频功率放大器过温保护电路。

背景技术

射频功率放大器（PA）作为无线通讯系统中的核心器件，其应需在各种恶劣环境下正常工作，比如在严重负载失配、高电源电压及长时间的高功率等级下工作等，这些恶劣条件均会使射频功率放大器的电流迅速增大，从而产生很大的热量，对于散热能力及热保护不够好的射频功率放大器很容易由于热击穿而导致管子的失效。为了避免通讯设备由于周边恶劣环境或者本身内部由于散热和负载匹配不理想而造成的射频功率放大器管子过热被烧毁和击穿的问题，通常在工艺方面做改进，如改变外延层，优化集电极的掺杂浓度等，来提高管子的击穿电压与热稳定性。但是此种优化降低了管子的特征频率、增益带宽积和射频功率放大器的效率，影响了射频功率放大器的整体性能。在电路方面，可以在射频功率放大器管子的基极或发射极加镇流电阻来有效提高管子的散热能力，但为了应对各种恶劣条件，仅采用镇流电阻这种措施还是远远不够的。因此有必要设计一款过温保护电路，当射频功率放大器芯片最高温度超过一定的阈值温度范围时（此温度范围可根据芯片实际工作环境而设定），通过控制偏置电路来有效的降低射频功率放大器的放大增益及输出功率，以缓解芯片的发热量，从而减小射频功率放大器因为热稳定性而被烧毁的可能性。

图1是一款典型的多级射频功率放大器电路，它包括驱动级T1、T2，放大级T3，以及输出匹配和偏置电路等。其中，输出匹配电路用于将天线端50欧姆阻抗转换成一个较低的阻抗，偏置电路用于给各级放大管提供直流偏置，以确定各级的直流工作点，而三级放大管T1、T2、T3用于将输入的射频信号进行放大。为了得到各种通讯标准所要求的输出功率与效率，输出管T3的发射极面积很大，一般采用多指结构，由于输出功率和电流过大，很容易造成各指间温度的差异性，产生电流塌陷等问题，导致器件的烧毁；另一方面由于一些外在因素，如高电源电压及严重负载失配等情况，由于射频功率放大器的热稳定性不够，容易因电流过大导致自身过热而使管子烧毁。       

从上可知，对于应用在通讯领域的射频功率放大器来说，需要这样一种过温保护电路，当射频功率放大器芯片的最高温度没有超过芯片常温的阈值温度范围时，过温保护电路不起作用，不影响射频功率放大器的正常工作；当射频功率放大器的最高芯片温度超过常规温度一定的阈值温度范围时，此过温保护电路开始起作用，通过对偏置电路的有效控制，降低射频功率放大器的放大增益及输出功率，以缓解芯片的发热量，从而减小射频功率放大器因为热稳定性而被烧毁的可能性。

发明内容

本发明需解决的问题是提供一种射频功率放大器过温保护电路。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案为：提供一种射频功率放大器过温保护电路，包括依次连接的温度检测电路、比较器电路、逻辑控制电路及偏置电路；所述温度检测电路检测射频功率放大器芯片温度后输出给比较器电路，比较器电路输出触发信号给逻辑控制电路，由逻辑控制电路控制偏置电路调节射频功率放大器工作电流进而调节自身工作温度实现保护。 

所述比较器电路的一种具体的方案为：比较器电路中比较器一端输入基准电压，另一端输入温度检测电路输出信号。

所述比较器电路的另一种具体的方案为：比较器电路比较器两输入端均输入温度检测电路输出信号。

温度检测电路的具体方案为：所述温度检测电路采用二极管，所述二极管负端接地，正端与限流电阻串联后接偏置电压端。

温度检测电路的另一种具体方案为：所述温度检测电路采用多个串联的二极管，所述串联二极管负端接地，串联二极管正端与限流电阻串联后接偏置电压端。 

更具体的，所述逻辑控制电路包括一晶体管，该晶体管集电极通过电阻连接偏置电压端，同时集电极作为输出端连接偏置电路；晶体管射极接地，基极通过电阻连接比较器输出端；所述逻辑控制电路中晶体管基极还连接一二极管，该二极管负极接晶体管基极，二极管正极通过电阻连接比较器输出端。 

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

（1）所述过温保护电路采用偏置电路控制模式，即当移动通讯设备不工作时，此过温保护电路能够被关断，避免过温保护电路中出现漏电流，造成不必要能量损耗；

（2）对于多级的射频功率放大器来说，可根据输出功率和电流的限制范围，灵活的运用此过温保护电路，即可应用到驱动级，也可应用到输出级，或者同时应用到驱动级和输出级； 

（3）所述过温保护电路结构简洁、便于集成。

附图说明

图1为多级射频功率放大器的典型电路图；