[实用新型]一种具有高温漂抑制能力的自适应偏置电路

说明书

本实用新型公开了一种具有高温漂抑制能力的自适应偏置电路，包括偏置电路和放大电路；放大电路包括匹配电路、隔直电容C1、射频功率管QRF、电感L1；匹配电路连接于射频输入端与隔直电容C1之间，隔直电容C1的另一端与射频功率管QRF的基极连接；电感L1连接于射频功率管QRF的集电极与Vcc端之间，射频输出端分别与射频功率管QRF和电感L1连接；偏置电路包括温度补偿模块、线性化电容C2、晶体管Q3；线性化电容C2一端接地，另一端分别与温度补偿模块和晶体管Q3连接；晶体管Q3的一端与隔直电容C1和射频功率管QRF之间的电路连接。本实用新型优于传统偏置电路对参考电压波动的敏感性且具有高温漂抑制能力。

技术领域

本实用新型涉及射频集成电路的技术领域，尤其涉及到一种具有高温漂抑制能力的自适应偏置电路。

背景技术

功率放大器(Power Amplifier，PA)是射频前端模组中非常重要的组成单元，其性能关系着移动终端的续航时间和通讯质量；作为发射机中的最后一级电路，为兼顾效率与线性度指标，其通常工作在AB类状态，导通角的减小可换来效率的提高，但同时各阶谐波输出分量也在不断增强，所以当逐渐加大输入射频信号的功率电平时，功率放大器的非线性效应将愈发严重，会产生增益压缩与相位偏移等失真现象，进而影响放大信号的准确性。

目前在4G智能终端市场中，GaAs基HBT(Heterojunction Bipolar Transistor，异质结双极晶体管)器件占据着主要地位，因其具有功率密度大、单电源供电等优势；但是，GaAs衬底的导热性较差，HBT功放工作时所产生的热量不易于散失而引起器件的结温度升高，此即为自热效应。进一步地，倘若热量没有通过合适的方法进行疏导或抑制，其反过来会促使功放集电极输出电流的增加，如此便会形成恶性的热正反馈(Thermal Runaway)，并引发电流坍塌、削弱晶体管发射结注入效率和电流增益等一系列问题。因此，自热效应成为限制GaAs HBT功率应用和可靠性的最大阻碍，在功率放大器的设计过程中需要充分考虑，并且还应融入适当的线性化措施以保证通信系统的性能。

对此，传统方案采用的是有源自适应偏置技术，如图1所示。功率管QRF的偏置由Q1和Q2组成的电流镜提供，通过调节限流电阻R1即可获得所需设计值；把基极和集电极接在一起作二极管用的Q1和Q3构成基准电压电路，由于三极管Q1、Q2、Q3和QRF均采用相同的器件，所以当温度变化时，上述管子的基-射PN结压降VBE将产生相同的变化趋势，由此即起到温度补偿的作用；考虑到实际不理想情况，现有方案还引入镇流电阻R2以最大化抑制温漂。此外，到地电容C1与Q2构成线性化电路，在工作频率下，其整体阻抗减小，相当于引入一条射频通路，且由于Q2的基极电位被两二极管钳位至固定值，泄漏的射频信号使得Q2的VBE下降，因而补偿了QRF的电压偏置点，达成改善功放整体线性度的目标。

但其对参考电压Vref的变化非常敏感：由于三极管Q2处于放大状态，Vref的小幅波动所引起Q2基极电流的细微变化，将会被几十倍的放大显现出来，也即改变了功率管QRF的静态工作点，这一变量再经过QRF的放大，最终导致输出信号的不确定性。

另一方面，增大镇流电阻R2来对晶体管自热效应进行有效补偿，提高热稳定性的同时，也增强了功率放大器于大信号输入时的非线性。因为随着输入功率电平的提高，QRF所感应出的基极电流也在不断增加，这样就会在R2两端产生更多的压降，由此即拉低了QRF的基极偏置电压，如图2所示，会造成其跨导的下降偏移，最终导致增益压缩等非线性失真。因此，R2阻值的选取需要根据指标要求在热稳定性与线性度间折中，无法做到两者兼得。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能优于传统偏置电路对参考电压波动的敏感性且具有高温漂抑制能力的自适应偏置电路，使射频功率放大器在复杂的应用环境中能稳定、线性地工作。

为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：

一种具有高温漂抑制能力的自适应偏置电路，其包括偏置电路和放大电路；