自适应偏置电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于提供向放大器提供自适应偏置信号的自适应偏置电路。本发明还 涉及包括放大器和所述自适应偏置电路的放大器装置。本发明还涉及加入了所述放大器装 置的集成电路和电子设备。
【背景技术】
[0002] 放大器的很多特征非常依赖于施加在放大器上的偏置电流。线性度和增益是这些 特征的两个示例。当不要求高性能时，可以降低放大器的偏置电流。与此相反，当需要高线 性度和高增益时可以增加偏置电流。通常，当放大器的输入信号具有高幅值时，会出现要求 高性能的情况。因此，期望将放大器的偏置电流适配为输入信号的幅值的直接函数。这种 技术称为自适应偏置。
[0003] 图1示出了一种已有装置，其通过自适应偏置组件2向放大器1提供自适应偏置 信号。自适应偏置组件包括检测器3、比较器4、参考电路5和偏置电路6。检测器3包括用 于对由放大器1放大的交变信号进行整流的整流器。整流后的信号和来自参考电路5的参 考信号一起施加到比较器4。偏置电路6使用比较器4的输出来设置施加到放大器1的偏 置电流。因而，通常来说，除了施加偏置信号的偏置电路6之外，检测器3还需要附加的二 极管和电容器，并且比较器4还需要比较器或放大器。具有这种自适应偏置组件2的部件 与用于实现该组件所需的模片区都都价格高昂。此外，部件增加了静态电流，这对例如使用 电池操作的设备特别不利。
【发明内容】
[0004] 根据本发明的第一方面，提供了一种用于向放大器提供自适应偏置信号的自适应 偏置电路，该自适应偏置电路包括与绝对温度正比（PTAT)电路，其中PTAT电路被配置为基 于用于由所述放大器放大的交变信号来调制偏置信号。
[0005] 使用PTAT电路作为自适应偏置电路是有利的。与绝对温度正比电路（PTAT)或 △Vbe电流源偏置电路可被有效地集成并且对半导体区的要求相对较低。使用这种电路来 提供自适应偏置信号（具体地，被配置为使交变信号有效地调制其偏置信号输出的电路） 是有利的。交变信号可包括射频（RF)信号。将要理解的是，PTAT电路可被配置为接收放 大器放大前或放大后的交变信号。
[0006] 根据本发明的第二方面，提供了一种被配置为从第一方面中的自适应偏置电路接 收自适应偏置信号的放大器装置。因此，提供了一种用于放大交变信号的放大器装置，包 括：放大器和自适应偏置电路，放大器被配置为接收用于放大的交变信号和来自自适应偏 置电路的用于偏置放大器的偏置信号，自适应偏置电路包括与绝对温度正比（PTAT)电路， 其中PTAT电路被配置为接收交变信号以及基于可以来自放大器的输入或输出的交变信号 调制偏置信号。
[0007]PTAT电路可被配置为接收交变输入信号，以整流交变输入信号。因此，交变信号可 施加于通常用于提供温度依赖信号的PTAT电路的部件，其中所述部件充当整流器，从而交 变信号的幅值可用于提供自适应偏置信号。
[0008] PTAT电路包括第一晶体管和第二晶体管，第一晶体管和第二晶体管中的每一个都 包括基极端子、集电极端子和发射极端子，第一晶体管和第二晶体管通过它们各自的基极 端子之间的基极连接耦合在一起。将要理解的是，耦合可包括电耦合或电连接。该电路还 可以包括耦合在第一晶体管的发射极端子处的电阻。第一晶体管和/或第二晶体管可包括 双极结晶体管或包括MOS晶体管。电阻可以接地。
[0009] PTAT电路可被配置为由第一晶体管的结对交变信号进行整流。
[0010]PTAT电路可被配置为在第一晶体管的基极端子处接收交变输入信号。
[0011] PTAT电路可包括被布置为与电阻并联的滤波电容，并且电阻和滤波电容与地电势 耦合。因为电容用于调节释放时间，所以晶体管的基极-发射极结、电阻和滤波电容可被认 为是峰值检测器。此外，滤波电容可被认为从整流后的RF信号中滤出谐波。
[0012] 该布置可包括具有第一极板和第二极板的米样电容，第一极板親合到放大器的输 出，用于接收交变输入信号，并且第二极板耦合到第二晶体管的基极端子。备选地，采样电 容可以在由放大器放大前接收交变信号。
[0013] 第二晶体管可包括将其集电极端子耦合到其基极端子的端子间连接。
[0014] 端子间连接可耦合到基极连接上的节点，其中PTAT电路包括位于所述节点和第 一晶体管的基极端子之间的第一隔离电阻以及位于所述节点和第二晶体管的基极端子之 间的第二隔离电阻。所述节点可耦合到所述电容的第一极板，并且所述电容的第二极板耦 合到地电势。隔离电阻可具有相同的电阻，或者它们的比值与第一和第二电阻的电流/面 积比相关。由于当不存在任何交变信号或RF信号时，将保持响应于温度的电路操作，所以 这是有利的。
[0015] 第二晶体管的发射极端子可以耦合到地电势。PTAT电路可被配置为从放大器的输 出或放大器的输入接收交变信号。放大器可包括多级。
[0016] PTAT电路可以与电流镜像电路相关联，使得施加于第一和第二晶体管的集电极端 子的电流相等。
[0017] 根据本发明的第三方面，提供了一种集成电路，包括本发明第一方面中的自适应 偏置电路或本发明第二方面中限定的放大器装置。
[0018] 该集成电路可包括用于卫星导航设备的放大器模块。例如全球定位系统（GPS)设 备或其他位置感知电子设备。本发明还适于在积极环境中演进的任意其他无线电系统，例 如蜂窝电话（加入了町？1、100嫩、1^^、蓝牙等）、针对传感器布置的工业无线电网络（包含 ZigBee、低能蓝牙等）等等。
[0019] 根据本发明的第四方面，提供了一种包括在本发明的第二方面中限定的放大器装 置的电子设备。
[0020] 该电子设备可包括移动电话、卫星导航设备或其他位置感知设备。
【附图说明】
[0021] 通过示例方式，以下参考附图详细描述本发明的实施例，其中：
[0022] 图1示出了具有自适应偏置组件的已知放大器的示意图；
[0023] 图2示出了具有自适应偏置电路的放大器的实施例的示意图；
[0024] 图3示出了图2的自适应偏置电路的示意图，以及
[0025] 图4示出了示例性PTAT电路。
【具体实施方式】
[0026] 图2示出了具有自适应偏置电路21的放大器20,自适应偏置电路21被配置为对 放大器20施加偏置信号22。放大器20被配置为放大交变信号，具体地是RF信号。放大器 20被配置为在放大器输入24处接收交变信号23,并在放大器输出25处提供交变信号的放 大版本。然后，可将交变信号施加于负载26。
[0027]自适应偏置电路21包括PTAT电路，PTAT电路被配置为接收交变信号。自适应偏 置电路可包括基于AVBE的电流源（PTAT)电路。可经由采样电容27接收交变信号。已知 PTAT电路的部件可用于整流交变信号，使得其可用于调制PTAT电路21的输出，从而PTAT 电路21的输出包括自适应偏置信号。因此，PTAT电路生成用于放大器的偏置信号，其与放 大器所接收的用于放大的交变信号是适应的。
[0028] 图4示出了标准PTAT电路，其形成本发明的自适应偏置电路21的基础。PTAT电 路40包括第一晶体管41和第二晶体管42,在本例中其包括双极结晶体管。第一晶体管41 的基极端子通过基极连接43耦合或电连接到第二晶体管42的基极端子。第一和第二晶体 管的发射极端子耦合到地电势，其中第一晶体管41的发射极端子经由电阻44耦合到地电 势。第二晶体管42的集电极端子通过端子间连接器45电耦合到基极连接器43上的节点 46。PTAT电路包括耦合到第一晶体管41的集电极端子的第一端子47和耦合到第二晶体管 42的集电极端子的第二端子48。本领域技术人员将要理解的是，尽管可以交替地提供向第 一和第二晶体管41、42提供基本相等的电流的电流源，但是电流镜像电路可以向集电极端 子47、48提供电流。
[0029] 图3更详细地示出了自适应偏置电路21。自适应偏置电路21基于PTAT电路，并 且包括第一晶体管28和第二晶体管29,在本例中其包括双极结晶体管。第一晶体管28包 括集电极端子28c、基极端子28b和发射极端子28e。类似地，第二晶体管29包括集电极端 子29c、基极端子29b和发射极端子29e。第一晶体管28的基极端子28b通过基极连接器 30电耦合到第二晶体管29的基极端子29b。发射极端子29e耦合到地电势。第一晶体管 的发射极端子28e经由电阻31耦合到地电势。第二晶体管29的集电极端子29c通过端子 间连接器32电耦合到基极连接器30上的节点33。
[0030] 示意性示出交变信号或RF信号被示为向自适应偏置电路21直接施加（通过DC 阻断电容37)的交流源35。交变信号可包括向放大器20的输入24提供的未放大的交变信 号，或者可包括从放大器20的输出25