多模射频功率放大器电路及其电流偏置方法
【专利摘要】本发明提供了一种多模射频功率放大器电路，该射频功率放大器电路包括：放大模块，该放大模块包括多个并联工作的晶体管；偏置电路模块，与所述放大模块连接，用于向所述放大模块输入偏置电流；以及参考电流源模块，与所述偏置电路模块连接，用于分别针对所述多模射频功率放大器电路的多种工作模式向所述偏置电路模块直接输入相应的参考电流。相应地，本发明还提供了一种适用于多模射频功率放大器电路的电流偏置方法。本发明直接向偏置电路模块提供参考电流，无需像传统方式那样通过参考电阻将参考电压转化为参考电流，从而可以有效地克服CMOS控制模块批量生产时工艺不一致性给放大模块静态工作电流的设置所带来的局限性。
【专利说明】多模射频功率放大器电路及其电流偏置方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信【技术领域】，尤其涉及一种多模射频功率放大器电路及其电流偏置方法。
【背景技术】
[0002]射频功率放大器电路是移动终端的重要组成部分之一。请参考图1 (a)，图1 (a)是现有技术中常见的射频功率放大器电路的结构示意图。如图所示，所述射频功率放大器电路包括放大模块100、偏置电路模块200以及CMOS控制模块300。其中，放大模块100用于对输入的射频信号进行放大，偏置电路模块200用于为放大模块100提供偏置以保证其正常工作，CMOS控制模块300用于为偏置电路模块200提供参考电压。
[0003]具体地，CMOS控制模块300产生一个参考电压并将该参考电压提供给偏置电路模块200,偏置电路模块200通过其内部的参考电阻将该参考电压转化为参考电流,该参考电流确定了偏置电路模块200所产生的偏置电流，偏置电路模块200将该偏置电流提供给放大模块100，从而确定了放大模块100的静态工作电流。也就是说，参考电流确定了放大模块100的静态工作电流。
[0004]目 前，CMOS控制模块300在量产过程中存在不可避免的工艺不一致性问题，即不同的CMOS控制模块300向偏置电路模块200所提供的参考电压通常是不相同的，而是分布在一个范围之内的，即使是同一批次出产的CMOS控制模块300亦是如此。很显然地，CMOS控制模块300的工艺不一致性会影响参考电流的精度，从而影响放大模块100的静态工作电流的精度，进而影响射频功率放大器电路的正常工作。对于工作在单一模式下的射频功率放大器电路，在电路设计时可以通过选择合适的参考电压以及参考电阻以钝化上述影响从而保证射频功率放大器电路的正常工作。但对于工作在多种模式下的射频功率放大器电路(即多模射频功率放大器电路)，由于参考电阻的设计值是固定的，因此不同工作模式下CMOS控制模块300需要提供不同的参考电压，在这种情况下，CMOS控制模块300的工艺不一致性可能会导致某些工作模式下射频功率放大器电路无法正常偏置乃至失效，从而影响射频功率放大器电路的产品良率。
[0005]下面，以现有技术中一个典型的射频功率放大器电路为例，说明CMOS控制模块300的工艺不一致性对放大模块100的静态工作电流的影响、以及进而对工作在多种模式下的射频功率放大器电路的影响。
[0006]具体地，请参考图1 (b)，图1 (b)是现有技术中一个典型的射频功率放大器电路的结构示意图，其中，放大模块100的静态工作电流与参考电流之间满足线性比例关系。如图所示，放大模块100包括n个晶体管。CMOS控制模块300向偏置电路模块200提供参考电压VMf，该参考电压VMf经过偏置电路模块200内部的参考电阻Rref转化为参考电流IMf。从图中射频功率放大器电路的具体结构可知，偏置电流Ibias近似等于参考电流IMf的n倍，即Ibias n X Iref0此处，放大模块100中的晶体管是砷化镓异质结双极晶体管(GaAs HBT),通过晶体管特征可以得到放大模块100的静态工作电流I。,与偏置电流Ibias之间的关系为Icq= XIbias0因此，可以得到静态工作电流I。,、偏置电流Ibias以及参考电流Ir6f之间的关系如下:
[0007]Icq= X Ibias= XnXIref (I)
[0008]其中，0是晶体管共射电流放大系数。
[0009]考虑到电阻Rbl上的基极电流很小，其上的电压可以忽略，则有
【权利要求】
1.一种多模射频功率放大器电路，该射频功率放大器电路包括: 放大模块，该放大模块包括多个并联工作的晶体管； 偏置电路模块，与所述放大模块连接，用于向所述放大模块输入偏置电流；以及 参考电流源模块，与所述偏置电路模块连接，用于分别针对所述多模射频功率放大器电路的多种工作模式向所述偏置电路模块直接输入相应的参考电流。
2.根据权利要求1所述的多模射频功率放大器电路，其中，所述放大模块的静态工作电流与所述参考电流之间满足线性比例关系。
3.根据权利要求1或2所述的多模射频功率放大器电路，其中，所述参考电流源模块采用CMOS工艺。
4.根据权利要求1或2所述的多模射频功率放大器电路，其中，所述晶体管是砷化镓异质结双极晶体管。
5.根据权利要求1或2所述的多模射频功率放大器电路，其中，所述工作模式包括GSM, CDMA, WCDMA 以及 TD-SCDMA。
6.一种适用于多模射频功率放大器电路的电流偏置方法，所述多模射频功率放大器电路包括放大模块和偏置电路模块，其中，所述放大模块包括多个并联工作的晶体管，所述偏置电路模块与所述放大模块连接，用于向所述放大模块输入偏置电流，该电流偏置方法包括: 针对所述多模射频功率放大器电路的多种工作模式向所述偏置电路模块直接输入相应的参考电流。
7.根据权利要求6所述的偏置方法，其中，所述放大模块的静态工作电流与所述参考电流之间满足线性比例关系。
8.根据权利要求6或7的偏置方法，其中: 参考电流源模块向所述偏置电路模块提供所述参考电流，其中，所述参考电流源模块采用CMOS工艺。
9.根据权利要求6或7所述的偏置方法，其中，所述晶体管是砷化镓异质结双极晶体管。
10.根据权利要求6或7所述的偏置方法，其中，所述工作模式包括GSM、CDMA,WCDMA以及 TD-SCDMA。
【文档编号】H03F3/189GK103441738SQ201310381476
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月28日 优先权日:2013年8月28日
【发明者】龙海波, 杨清华 申请人:贵州中科汉天下电子有限公司