专利名称：一种功放栅压温度补偿电路以及射频功率放大器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电路领域，尤其涉及一种功放栅压温度补偿电路以及射频功率放 大器。
背景技术：
LDMOS(横向扩散的金属氧化物半导体)线性功率放大器的线性度受功放管的静 态工作点影响很大。在工作点附近具有正的温度特性，即在一定的栅压下，当工作温度升高 时，其静态电流升高，当工作温度降低时，其静态电流降低。而静态电流的变化会影响系统 的增益、效率和线性等指标，其中又以线性影响最大。所以，在实际工作中，稳定功放管的静 态电流是十分必要的。图1为LDMOS管恒定漏极静态电流下，栅压和温度的关系图，图1中横坐标表示温 度，纵坐标表示栅压，由图1可知，要使静态电流恒定，需要对栅压进行补偿。目前业界使用 的温度补偿电路有模拟电路和数字电路两种。其中，模拟温度补偿电路如图2所示，通过调整模拟电位器VRl的阻值来调节电 路，使得该设计电路输出的补偿电压VG满足功放管的栅压变化，以满足功放工作在稳定的 静态电流下的需要。该电路的优点是调整温度补偿系数非常简单，不需要做大量的高低温 实验取数据。缺点是如果是多路功放，就需要多个可调电阻，成本增加，且模拟电路一致性 不好，在高低温或振动条件下有可能发生变化，导致指标性能恶化。而数字电路采用单片机查表法，通过实验，取得几组全温度范围下栅压最佳值，取 平均后写入单片机。此法的优点是性能稳定，缺点是每款功放都需要抽取至少5个以上样 机做高低温测试，然后取平均值，显得很繁琐，增加了开发时间。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种功放栅压温度补偿电路，旨在解决现有的栅压温 度补偿技术中稳定性和简易性不能同时兼顾、应用于多路功放时成本增加的问题。本实用新型是这样实现的，一种功放栅压温度补偿电路，包括补偿单元以及与所 述补偿单元连接的阻值调节单元，所述阻值调节单元的阻值调节器为数字电位器。进一步地，所述阻值调节单元还包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电 阻R9以及电阻RlO ；所述电阻R4的第一端与所述补偿单元连接，第二端与所述电阻R7的第二端连 接；所述电阻R5的第一端接地，第二端与所述电阻R6的第一端连接；所述电阻R6的第二端与所述电阻R7的第一端连接；所述电阻R8的第一端与所述电阻R9的第二端连接，第二端与所述数字电位器的 管脚RW连接；所述电阻R9的第一端与所述电阻R4的第一端连接；[0014]所述电阻RlO的第一端与VG输出端连接，第二端与所述电阻R8的第一端连接；所述数字电位器的管脚RL与所述电阻R6的第一端连接，管脚RH与所述电阻R6
的第二端连接。进一步地，所述补偿单元包括三极管D、电阻R1、电阻R2、电阻R3 ；所述三极管D的射极接地，集电极与所述阻值调节单元连接；所述电阻Rl的第一端与所述三极管的基极连接，第二端与所述三极管的射极连 接；所述电阻R2的第一端与所述三极管的基极连接，第二端与所述三极管的射极连 接；所述电阻R3的第一端与所述三极管的基极连接，第二端与所述三极管的集电极 连接。本实用新型的另一目的是提供一种包含功放栅压温度补偿电路的射频功率放大 器，所述功放栅压温度补偿电路包括补偿单元以及与所述补偿单元连接的阻值调节单元， 所述阻值调节单元的阻值调节器为数字电位器。进一步地，所述阻值调节单元还包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电 阻R9以及电阻RlO ；所述电阻R4的第一端与所述补偿单元连接，第二端与所述电阻R7的第二端连 接；所述电阻R5的第一端接地，第二端与所述电阻R6的第一端连接；所述电阻R6的第二端与所述电阻R7的第一端连接；所述电阻R8的第一端与所述电阻R9的第二端连接，第二端与所述数字电位器的 管脚RW连接；所述电阻R9的第一端与所述电阻R4的第一端连接；所述电阻RlO的第一端与VG输出端连接，第二端与所述电阻R8的第一端连接；所述数字电位器的管脚RL与所述电阻R6的第一端连接，管脚RH与所述电阻R6
的第二端连接。进一步地，所述补偿单元包括三极管D、电阻R1、电阻R2、电阻R3 ；所述三极管D的射极接地，集电极与所述阻值调节单元连接；所述电阻Rl的第一端与所述三极管的基极连接，第二端与所述三极管的射极连 接；所述电阻R2的第一端与所述三极管的基极连接，第二端与所述三极管的射极连 接；所述电阻R3的第一端与所述三极管的基极连接，第二端与所述三极管的集电极 连接。本实用新型利用数字电位器对电阻进行调解，而改变温补系数的功能依然用模拟 电路实现，综合了现有模拟温补电路和数字补偿电路的优点，并回避了这两种电路的缺点， 尤其是在应用于多路功放的情况下，在降低生产成本、减少开发时间以及增强稳定性等方 面都有积极效果。
图1是LDMOS管恒定漏极静态电流下，栅压和温度的关系图；图2是现有模拟温度补偿电路的电路结构图；图3是本实用新型实施例提供的数字电位器的结构图；图4是本实用新型实施例提供的功放栅压温度补偿电路的电路结构图；图5是本实用新型实施例提供的仿真电路的电路结构图；图6是本实用新型实施例提供的仿真电路的仿真结果图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图及实施 例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释 本实用新型，并不用于限定本实用新型。本实用新型实施例利用数字电位器对电阻进行调解，而改变温补系数的功能依然 用模拟电路实现，综合了现有模拟温补电路和数字补偿电路的优点，并回避了各自电路的 缺点，尤其是在应用于多路功放的情况下，在降低生产成本、减少开发时间以及增强稳定性 等方面都有积极效果。本实用新型是这样实现的，一种功放栅压温度补偿电路，包括补偿单元以及与所 述补偿单元连接的阻值调节单元，所述阻值调节单元的阻值调节器为数字电位器。实施例一图3示出了本实用新型实施例提供的数字电位器的结构，为了便于说明只示出了 与本实用新型实施例相关的部分。数字电位器可以根据需求选择2路、4路以及8路等不同路数，作为本实用新型实 施提供的数字电位器，该数字电位器以可接4路功放的数字电位器为例。其中，其可以通过 12C的地址来控制每个功放的栅压，且RH为高端，RL为低端，RW为滑动端。每路功放都有 自己的滑动寄存器和非易失性寄存器。数字电位器上电时，所有的4个滑动寄存器将设置 为80H(U8十进制)，将RW大致定位在RL和RH的中点。当数字电位器内部的阻值恰好满 足电路的补偿电压输出、温补电路可以很好的工作在要求状态时，数字电位器把存于4个 非易失性存储器的值读出，存入相应的滑动寄存器，从而实现电位器的调节功能。本实用新 型提供的实施例可以型号为X95840的单片机作为示例加以实现。本实用新型中因为LDMOS功放管的工作点对栅极电压比较敏感，所以其偏置电压 须在功放单板中经过稳压块(这里选4. 6V)稳压，经过稳压后，通过调节数字电位器的滑动 寄存器来调节电路的阻值，使得功放的静态工作点达到要求的数值，然后读取内部非易失 性存储器，存入相应的滑动寄存器。这样，数字电位器完全代替了模拟电位器的功能，通过 改变滑动寄存器，可以得到工作范围内任意的温补系数。本实用新型实施例通过数字定位器对电路的电阻进行调节，在连接多路功放的情 况下，通过各路独有的滑动寄存器和非易失性寄存器，使功放栅压温度补偿电路的稳定性 增强，并降低其制造成本。实施例二 图4示出了本实用新型提供的功放栅压温度补偿电路的电路结构，为了便于说明只示出了与本实用新型实施例相关的部分。该电路包括阻值调节单元21以及补偿单元11。其中，调节单元21包括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻 RlO以及数字电位器。电阻R4的第一端与补偿单元连接，第二端与电阻R7的第二端连接。电阻R5的第一端接地，第二端与电阻R6的第一端连接。电阻R6的第二端与电阻R7的第一端连接。电阻R8的第一端与电阻R9的第二端连接，第二端与数字电位器的管脚RW连接。电阻R9的第一端与电阻R4的第一端连接。电阻RlO的第一端与补偿电压VG输出端连接，第二端与电阻R8的第一端连接。数字电位器的管脚RL与电阻R6的第一端连接，管脚RH与电阻R6的第二端连接。补偿单元11包括三极管D、电阻R1、电阻R2、电阻R3。三极管D的射极接地，集电极与阻值调节单元连接。电阻Rl的第一端与三极管的基极连接，第二端与三极管的射极连接。电阻R2的第一端与三极管的基极连接，第二端与三极管的射极连接。电阻R3的第一端与三极管的基极连接，第二端与三极管的集电极连接。作为本实用新型实施例的一个示例，三极管D可以用型号为MMBT3904的三极管实 现。在实际工作中，改变通过调节数字电位器的滑动寄存器，使得功放的静态工作点 达到要求的数值，然后读取内部非易失性存储器的值，存入相应的滑动寄存器，使得数字电 位器内部的阻值恰好满足电路的补偿电压输出，而补偿电路11利用其三极管的Vbe倍增电 路来实现温度补偿，从而达到使功放在稳定的静态电流下工作。作为本实用新型实施例的示例，取Rl为2K ohm, R2为2K ohm、R3为680ohm、R4 为 IK ohm、R5 为 200ohm、R6 为 IK ohm、R7 为 lOohm、R8 为 lOOohrn、R9 为 200ohm、RlO 为 750ohm、R103为10K ohm。偏执电压为4. 6伏。图5为本实用新型实施例提供的仿真电路 的电路结构图，用于确定输出栅压和温度的关系，图6为本实用新型实施例提供的仿真电 路的仿真结果图，图6中横坐标代表温度，纵坐标代表栅压，通过该结果图可以看出，该实 用新型中的温补电路的电压输出随着温度的升高，呈下降趋势，与图1中LDMOS管在恒定漏 极静态电流下，栅压和温度关系的变化趋势一致，即该实用新型的温补电路可以对维持静 态电流稳定的栅压达到补偿的效果。通过该补偿技术可使静态工作电流的变化在0 50°C 范围内小于10%。本实用新型实施例利用数字电位器对电阻进行调解，而改变温补系数的功能依然 用模拟电路实现，综合了现有模拟温补电路和数字补偿电路的优点，并回避了这两种电路 的缺点，尤其是在多路功放的情况下，在降低生产成本、减少开发时间以及增强稳定性等方 面都有积极效果。实施例三本实用新型实施例中提供的功放栅压温度补偿电路可以广泛应用于射频功率放 大器等领域。本实用新型实施例利用数字电位器对电阻进行调解，而改变温补系数的功能依然用模拟电路实现，综合了现有模拟温补电路和数字补偿电路的优点，并回避了各自电路的 缺点，尤其是在应用于多路功放的情况下，在降低生产成本、减少开发时间以及增强稳定性 等方面都有积极效果。 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本 实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型 的保护范围之内。
权利要求1.一种功放栅压温度补偿电路，包括补偿单元以及与所述补偿单元连接的阻值调节单 元，其特征在于，所述阻值调节单元的阻值调节器为数字电位器。
2.如权利要求1所述的功放栅压温度补偿电路，其特征在于，所述阻值调节单元还包 括电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9以及电阻RlO ；所述电阻R4的第一端与所述补偿单元连接，第二端与所述电阻R7的第二端连接； 所述电阻R5的第一端接地，第二端与所述电阻R6的第一端连接； 所述电阻R6的第二端与所述电阻R7的第一端连接；所述电阻R8的第一端与所述电阻R9的第二端连接，第二端与所述数字电位器的管脚 RW连接；所述电阻R9的第一端与所述电阻R4的第一端连接；所述电阻RlO的第一端与补偿电压VG输出端连接，第二端与所述电阻R8的第一端连接；所述数字电位器的管脚RL与所述电阻R6的第一端连接，管脚RH与所述电阻R6的第二端连接。
3.如权利要求1所述的功放栅压温度补偿电路，其特征在于，所述补偿单元包括三极 管D、电阻R1、电阻R2、电阻R3 ；所述三极管D的射极接地，集电极与所述阻值调节单元连接； 所述电阻Rl的第一端与所述三极管的基极连接，第二端与所述三极管的射极连接； 所述电阻R2的第一端与所述三极管的基极连接，第二端与所述三极管的射极连接； 所述电阻R3的第一端与所述三极管的基极连接，第二端与所述三极管的集电极连接。
4.一种包含功放栅压温度补偿电路的射频功率放大器，所述功放栅压温度补偿电路包 括补偿单元以及与所述补偿单元连接的阻值调节单元，其特征在于，所述阻值调节单元的 阻值调节器为数字电位器。
5.如权利要求4所述的射频功率放大器，其特征在于，所述阻值调节单元还包括电阻 R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9以及电阻RlO ；所述电阻R4的第一端与所述补偿单元连接，第二端与所述电阻R7的第二端连接； 所述电阻R5的第一端接地，第二端与所述电阻R6的第一端连接； 所述电阻R6的第二端与所述电阻R7的第一端连接；所述电阻R8的第一端与所述电阻R9的第二端连接，第二端与所述数字电位器的管脚 RW连接；所述电阻R9的第一端与所述电阻R4的第一端连接；所述电阻RlO的第一端与补偿电压VG输出端连接，第二端与所述电阻R8的第一端连接；所述数字电位器的管脚RL与所述电阻R6的第一端连接，管脚RH与所述电阻R6的第二端连接。
6.如权利要求4所述的射频功率放大器，其特征在于，所述补偿单元包括三极管D、电 阻R1、电阻R2、电阻R3 ；所述三极管D的射极接地，集电极与所述阻值调节单元连接； 所述电阻Rl的第一端与所述三极管的基极连接，第二端与所述三极管的射极连接；所述电阻R2的第一端与所述三极管的基极连接，第二端与所述三极管的射极连接； 所述电阻R3的第一端与所述三极管的基极连接，第二端与所述三极管的集电极连接。
专利摘要本实用新型适用于电路领域，提供了一种功放栅压温度补偿电路以及射频功率放大器，所述功放栅压温度补偿电路包括补偿单元以及与所述补偿单元连接的阻值调节单元，所述阻值调节单元的阻值调节器为数字电位器。本实用新型利用数字电位器对电阻进行调解，而改变温补系数的功能依然用模拟电路实现，综合了现有模拟温补电路和数字补偿电路的优点，并回避了这两种电路的缺点，尤其是在应用于多路功放的情况下，在降低生产成本、减少开发时间以及增强稳定性等方面都有积极效果。
文档编号H03F3/189GK201878097SQ20102061266
公开日2011年6月22日 申请日期2010年11月17日 优先权日2010年11月17日
发明者庞传琪, 王玉明, 粟增旺 申请人:深圳市国人射频通信有限公司