[发明专利]一种应用于射频功率放大器的温度补偿偏置电路

说明书

本发明公开了一种应用于射频功率放大器的温度补偿偏置电路，以第一三极管和第二三极管双驱动管的方式为功率管提供基极偏置，第一驱动管处于共射工作组态，直流负反馈至第二驱动管，达到温度补偿效果，使偏置到功率管的镇流电阻独立于温度补偿负反馈环路之外，减弱镇流电阻对偏置温度补偿效果的影响，使其更好的用于调节功率放大器线性度，解决了现有的射频功率放大器有源偏置电路镇流电阻影响射频工作状态下的偏置点，影响射频放大电路功放的温度补偿效果和线性度的技术问题。

技术领域

本发明涉及射频电路技术领域，尤其涉及一种应用于射频功率放大器的温度补偿偏置电路。

背景技术

通信领域的功率放大器（Power Amplifier，PA）是无线通信链路中的关键单元之一，其作用是将经过调制的携带了调制信息的电信号放大至一定的功率水平，并能激发后端的天线产生相应的电磁波信号，实现无线信号传输。

在手机用高频单片微波集成电路（MMIC）中，多采用异质结双极晶体管（Heterojunction Bipolar Transistor，HBT）工艺制造，因其具有单电源供电、易于匹配、线性度好、功率密度大等优点，对于目前主流的GaAs HBT工艺，由于砷化镓的热导率很低，而且还会随着温度的升高而不断减小，所以当功率放大器工作在大信号状态时，将产生可观的功率耗散并积聚更多的热量，此即为自热效应。由于晶体管的基-射结可等同视为PN结，故温度的上升会使得发射区中的电子受到热激发，漂移的电子总数随温度升高而逐渐增多。温度对晶体管的参数产生影响，晶体管的参数变化导致了晶体管的静态工作点随温度变化而变化，因此，解决晶体管的温漂一直是晶体管电路设计的一个关键问题。

现有的射频功率放大器有源偏置网络主流方案电路架构如图1所示，QRF的偏置电流由Q1和Q2组成的电流镜提供，通过调节限流电阻R1即可获得Q所需的QRF管静态电流，把基极和集电极接在一起作二极管用的Q1和Q3协同镇流电阻R2能起到温度补偿作用。在实际应用中，要将Q1、Q2、Q3和射频管QRF在版图上的位置集中，在接近的温度环境下，当温度升高时，QRF和Q2的电流会增大，与此同时，受温度升高的影响，电流镜结构下，Q1和Q3的导通电流也会增大，根据欧姆定律，R1两端的压降也随之增加，vcom节点的电压下降，进而使下降，所以起到抑制温漂的效果。但是这种方案存在以下问题：若要实现最优的温度补偿，则必须使Q1-Q3以及QRF均工作在相同的状态，并具有一致的温度环境，4个器件的各项参数应完全匹配，显然，这在实际应用中是无法实现的，只能够确保集中布版，使得各器件特别是Q3与功率管芯的温度尽量一致，以最大化抑制温漂。通过电流镜结构使得vcom点减小的做法，由于晶体管参数的固定，电流镜连接结构对QRF温度的补偿是固定和有限的，通过调节镇流电阻R2，也能在一定程度上起到调节温度补偿的作用，但R2也会影响射频工作状态下的偏置点，反映为在大射频信号输入时，功率放大器的增益曲线的变化以及线性度性能改变，具体关系表现如图2所示。因此，如何设计偏置电路，以使得镇流电阻对射频工作状态下的偏置点的影响减小，且能够使得射频放大电路功放的温度补偿效果和线性度最优，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种应用于射频功率放大器的温度补偿偏置电路，用于解决现有的射频功率放大器有源偏置电路镇流电阻影响射频工作状态下的偏置点，影响射频放大电路功放的温度补偿效果和线性度的技术问题。

有鉴于此，本发明提供了一种应用于射频功率放大器的温度补偿偏置电路，包括：第一电阻、第二电阻、第一驱动管、第二驱动管、第一三极管、第二三极管、第三电阻、功率管、耦合电容和电感；

第一电阻一端连接第一驱动管的基极，另一端接参考电压源；

第二电阻一端与第一电阻共参考电压源，另一端连接第一驱动管的集电极；

第一驱动管的集电极连接第二驱动管的基极，发射极连接第二驱动管的发射极；