偏置电流控制装置、射频放大器、电子设备及芯片的制作方法

文档序号:26704492发布日期:2021-09-18 03:22阅读:126来源:国知局
偏置电流控制装置、射频放大器、电子设备及芯片的制作方法

1.本技术涉及无线通信技术领域,尤其涉及一种偏置电流控制装置、一种射频放大器、一种电子设备及一种芯片。


背景技术:

2.目前,传统射频放大器偏置方法采用晶体管或电阻分压方法,随着集成电路工艺的发展,晶体管沟道长度缩减,沟道长度调制效应导致共源共栅组态共源管电流受共栅管阈值电压影响较大。进而射频放大器量产表现偏置电流一致性较差。为了保证偏置电流一致性,有技术手段采用数字fuse电流对电流进行校准修调,导致芯片集成成本和测试成本较高。


技术实现要素:

3.基于此,本技术提供了一种偏置电流控制装置,包括:电流检测器,连接于预设射频放大器输出级,以预设比例复制所述射频放大器输出级的偏置电流为镜像偏置电流;反馈电流产生器,以预设比例复制所述镜像偏置电流为反馈电流;偏置电压产生器,根据所述反馈电流和基准电压生成用于所述射频放大器输出级的偏置电压。
4.可选地,所述电流检测器与所述射频放大器输出级组成第一镜像电流源电路,所述射频放大器输出级包括所述第一镜像电流源电路的源电流端,所述电流检测器包括所述第一镜像电流源电路的镜像电流端。
5.进一步地,所述电流检测器包括所述预设射频放大器输出级的镜像电路。
6.可选地,所述反馈电流产生器包括:第一镜像电流源电路,所述第一镜像电流源电路的源电流端与所述电流检测器连接,所述第一镜像电流源电路的镜像电流端与所述偏置电压产生器连接。
7.可选地,所述偏置电压产生器包括:第一运算放大器,根据所述反馈电流生成的反馈电压与所述基准电压的差值生成所述偏置电压。
8.可选地,所述的偏置电流控制装置,还包括:基准电压产生器,用于产生所述基准电压。
9.可选地,所述基准电压产生器相互连接的第二镜像电流源电路和第三镜像电流源电路,其中所述第二镜像电流源电路的源电流端与所述第三镜像电流源电路的镜像电流端连接,所述第三镜像电流源电路的源电流端与所述第二镜像电流源电路的镜像电流端连接。
10.可选地,所述偏置电流控制装置,还可以包括:第一扼流电感,与所述射频放大器输出级连接。
11.可选地,所述偏置电流控制装置,还可以包括:匹配电路,与所述射频放大器输出级连接。
12.本技术还提供一种射频放大器,包括:输出级;前述任意种偏置电流控制装置,与
所述输出级连接。
13.本技术还提供一种电子设备,包括:前述任意一种偏置电流控制装置,或者包括前述射频放大器。
14.本技术还提供一种芯片,包括:前述任意一种偏置电流控制装置,或者包括前述射频放大器。
15.利用上述偏置电流控制装置、射频放大器、电子设备及芯片,可以通过与射频放大器输出级的镜像电路作为电流检测器,从而可以相对精准地检测到射频放大器输出级的偏置电流,并可以把该偏置电流按照预设比例复制为镜像偏置电流。以及可以利用包括镜像电流源电路的反馈电流产生器,把该镜像偏置电流按照预设比例复制为反馈电流。利用上述方式可以相对精准地把射频放大器输出级的偏置电流复制为反馈电流。进而可以通过偏置电压产生器可以根据该反馈电流把射频放大器输出级的偏置电流控制为预设电流值。
16.在上述方案中,装置生成的射频放大器输出级的偏置电流、镜像偏置电流和反馈电流可以同为正温度系数电流。从而在温度升高时,可以保证射频放大器晶体管跨导得到补偿。进而改善了温度升高时放大器增益下降的现象,保障了放大器高温时候的性能。
17.另一方面,在常温下,批量生产的上述偏置电流控制装置、射频放大器、电子设备及芯片的偏置电流的一致性可以相对较高。提高了产品良率和量产稳定性。
18.在上述方案中,由于信号的传递是通过至少一个镜像电流电路实现的,从而可以使得利用上述方案生成的偏置电流受晶体管工艺影响较小。同时该偏置电流控制装置为纯模拟电路实现,且拓扑结构相对简单,实现成本相对较低。
附图说明
19.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,还可以根据这些附图获得其他的附图,而并不超出本技术要求保护的范围。
20.图1示出了本技术的一个实施例偏置电流控制装置的拓扑结构示意图。
21.图2示出了本技术的另一实施例偏置电流控制装置的拓扑结构示意图。
22.图3示出了本技术的另一实施例射频放大器的组成示意图。
具体实施方式
23.下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。
24.图1示出了本技术的一个实施例偏置电流控制装置的拓扑结构示意图。
25.装置1000可以用于射频放大器输出级11的偏置电流控制。可选地,射频放大器输出级11可以包括至少一个三端晶体管。射频放大器输出级11包括的三端晶体管可以是单极型晶体管,也可以是双极型晶体管。比如该至少一个晶体管中可以包括三极管。该三极管可以是npn型三极管,也可以是pnp型三极管。该至少一个晶体管中也可以包括场效应管。该场
效应管可以是n沟道场效应管,也可以是p沟道场效应管。
26.如示例实施例所示,射频放大器输出级11可以包括两个三端晶体管,分别为三端晶体管n1和三端晶体管n2。其中三端晶体管n1和三端晶体管n2可以均为n沟道场效应管。三端晶体管n1和三端晶体管n2可以串联连接。可选地,射频放大器输出级11也可以采用其他拓扑结构。
27.如图1所示,装置1000可以包括:电流检测器12、反馈电流产生器13和偏置电压产生器14。
28.其中电流检测器12可以连接于射频放大器输出级11。并可以把射频放大器输出级11的偏置电流idd以预设比例复制为镜像偏置电流isense。
29.可选地,电流检测器12可以包括至少一个三端晶体管。其中,电流检测器12包括的至少一个三端晶体管可以与射频放大器输出级11包括的至少一个三端晶体管镜像设置。如示例实施例所示,电流检测器12包括的三端晶体管n22与射频放大器输出级11包括的包括的三端晶体管n2镜像设置。二者为相同的三端晶体管,且二者的拓扑连接相同或者相似,呈对称状态。且二者连接相同或相似的输入激励。从而可以使得二者的工作状态相同。类似地,电流检测器12包括的三端晶体管n11与射频放大器输出级11包括的三端晶体管n1镜像设置。
30.进一步地,电流检测器12可以包括射频放大器输出级11的镜像电路。即电流检测器12可以包括与射频放大器输出级11相同或者相似的电路拓扑结构,同时二者可以连接相同或者相似的输入激励。电流检测器12的镜像偏置电流isense与射频放大器输出级11的偏置电流idd互为镜像。二者相等或者成预设比例关系。可选地,电流检测器12包括的三端晶体管与射频放大器输出级11包括的三端晶体管可以是相同的晶体管。此时,电流检测器12的镜像偏置电流isense与射频放大器输出级11的偏置电流idd相等。
31.如示例实施例所示,与射频放大器输出级11相同的电流检测器12也可以包括的两个三端晶体管n11和n22。其中三端晶体管n11和n22可以分别与三端晶体管n1和n2相似,均为n沟道场效应管。可选地,三端晶体管n11可以与三端晶体管n1为相同的晶体管,三端晶体管n22也可以与三端晶体管n2为相同的晶体管。
32.如示例实施例所示,三端晶体管n11和n22之间的拓扑连接可以与三端晶体管n1和n2之间的拓扑连接可以相同,成对称结构。比如,在示例实施例中,三端晶体管n11的栅极可以与三端晶体管n1的栅极可以相互连接,共同连接于偏置电压激励vg1。三端晶体管n22的栅极与三端晶体管n2的栅极可以相互连接,共同连接于偏置电压激励vg2。三端晶体管n1的源极连接于信号地,三端晶体管n11的源极也可以连接于信号地。三端晶体管n1的漏极连接于端晶体管n2的源极,三端晶体管n11的漏极也可以连接于三端晶体管n22的源极。三端晶体管n2的漏极可以作为射频放大器输出级11的输出端。三端晶体管n22的漏极可以作为电流检测器12的输出端,输出镜像偏置电流isense。
33.如示例实施例所示,由于电流检测器12的电路结构与射频放大器输出级11的拓扑结构完全相同。同时二者连接的输入激励也完全相同,包括:偏置电压激励vg1、偏置电压激励vg2和输入信号rfin。因而二者的工作状态相同,工作参数相同和相似。即流过电流检测器12的镜像偏置电流isense与射频放大器输出级11的偏置电流idd呈预设比例关系。该预设比例取决于三端晶体管n1、n2与n11、n22的传输特性之间的差异。可选地,三端晶体管n1、
n2与n11、n22可以封装于同一芯片内部,使得上述四个三端晶体管的参数可以较为一致,进而可以使得该预设比例可以接近于1。
34.可选地,在三端晶体管n11的栅极与三端晶体管n1的栅极之间也可以包括电阻r1,在三端晶体管n22的栅极与三端晶体管n2的栅极之间也可以包括电阻r2。
35.如图1所示,反馈电流产生器13可以与电流检测器12连接。并可以把镜像偏置电流isense以预设比例复制为反馈电流iref。可选地,该预设比例可以是1:1。可选地,反馈电流产生器13可以包括第一镜像电流源电路。可以利用第一镜像电流源电路把镜像偏置电流isense复制为反馈电流iref。其中第一镜像电流源电路的源电流端131可以与电流检测器12的输出端连接。第一镜像电流源电路的镜像电流端132可以与偏置电压产生器14连接,向偏置电压产生器14输出反馈电流iref。
36.可选地,第一镜像电流源电路可以包括三端晶体管p1和p2。其中三端晶体管p1和p2可以是单极型晶体管也可是双极性晶体管。三端晶体管p1和p2可以是n沟道场效应管,也可以是p沟道场效应管。三端晶体管p1和p2可以是npn型三极管,也可是pnp型三极管。可选地,三端晶体管p1和p2也可以是其他类型晶体管。
37.如示例实施例所示,三端晶体管p1和p2可以均为p沟道场效应管。在示例实施例中,三端晶体管p1的栅极和三端晶体管p2的栅极可以相互连接。三端晶体管p1的源极和三端晶体管p2的源极可以共同连接于电源vdd。三端晶体管p1的漏极和栅极可以相互短接。三端晶体管p1的漏极可以作为第一镜像电流源电路的源电流端,三端晶体管p2的漏极可以作为第一镜像电流源电路的镜像电流端。可选地,第一镜像电流源电路也可以采用其他拓扑结构。
38.如图1所示,偏置电压产生器14可以连接于反馈电流产生器13与电流检测器12之间。偏置电压产生器14可以根据反馈电流iref生成偏置电压激励vg1。偏置电压激励vg1可以同时连接于电流检测器12和射频放大器输出级11。如示例实施例所示,偏置电压激励vg1可以同时连接于电流检测器12的三端晶体管n11的栅极和射频放大器输出级11的三端晶体管n1的栅极。
39.偏置电压产生器14可以与反馈电流产生器13和电流检测器12组成反馈控制电路。该负反馈控制电路可以调节电流检测器12的镜像偏置电流isense为预设电流值。由于射频放大器输出级11与电流检测器12互为镜像,因而偏置电流idd与镜像偏置电流isense也互为镜像。因而,在调节镜像偏置电流isense为预设电流值的同时,可以调节偏置电流idd为第二预设电流值。从而可以实现偏置电流idd的有效控制。
40.如图1所示,偏置电压产生器14可以包括电阻器r3。电阻器r3可以与反馈电流产生器13连接。电阻器r3可以用于把反馈电流iref转换为反馈电压vfb。可选地,偏置电压产生器14还可以包括运算放大器op1。反馈电压vfb和基准电压vref可以分别接入运算放大器op1的正输入端和负输入端。运算放大器op1可以用于根据反馈电压vfb和基准电压vref的比较值生成偏置电压激励vg1。可选地,运算放大器op1的带宽可以覆盖装置1000的工作带宽。可选地 ,运算放大器op1也可以换成比较器。
41.如1所示,反馈电流产生器13和电流检测器12以及偏置电压产生器14可以组成深度负反馈电路。由反馈电路原理可知:vref=vfb
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
即:vref=isense
×
k2×
r3
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)其中,k2为反馈电流iref与镜像偏置电流isense之间的比值。
42.由式(2)可以得到:isense= vref/(k2×
r3)
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(3)由式(3)可以得到:idd= vref/(k1×
k2×
r3)
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(4)其中,k1为镜像偏置电流isense与偏置电流idd之间的比值。
43.由式(4)可知,装置1000实现了偏置电流idd的稳定控制。装置1000可以抑制因输入信号的rfin波动而造成的偏置电流idd变化。
44.由于电流检测器12与射频放大器输出级11可以封装于同一芯片内部,并可以采用相同的工艺制成。因而可以使得k1可以相对稳定,受温度影响较小。同样地,反馈电流产生器13包括的各个元件也可以封装于同一芯片内,采用相同的工艺制成。因而可以使得k2可以相对稳定,受温度影响较小。因此利用装置1000控制的偏置电流idd可以相对稳定,受温度影响较小。同时偏置电流idd的有控制效果受芯片工艺影响可以较小。在经过大规模生产的包括装置1000的多个芯片的偏置电流idd的一致性较高。从而可以包括装置1000的芯片生产的良率较高。
45.可选地,电阻器r3可以是高精度电阻。可选地,装置1000可以封装于芯片内部。此时电阻器r3可以是片外高精度电阻,也可以是片内高精度电阻。比如电阻器r3可以是片内多晶硅电阻。利用高精度的电阻器r3可以进一步提高偏置电流idd的控制精度,降低偏置电流idd受温度的影响。可选地,电阻器r3可以换成多个电阻器组成的电阻网络。可循的,电阻器r3也可以换成包括电阻器、电感器和电容器中至少一项组成的电路网络。
46.如图1所示,偏置电压产生器14还可以包括三端晶体管p3。三端晶体管p3可以与运算放大器op1的输出端连接。三端晶体管p3可以用于功率放大运算放大器op1的输出信号。如示例实施例所示,三端晶体管p3可以是p沟道场效应管。可选地,三端晶体管p3也可以换成n过道场效应管,或者其他类型单极性晶体管。可选地,三端晶体管p3也可以换成双极性晶体管。比如可以是npn型三极管、或者pnp型三极管。可选地,三端晶体管p3也可以换成多个三端晶体管组成的局部电路。
47.如图1所示,偏置电压产生器14还可以包括并联连接的电阻器r4和电容器c1。如示例实施例所示电阻器r4和电容器c1可以连接于三端晶体管p3的漏极。电阻器r4和电容器c1可以用于滤掉偏置电压激励vg1中的交流成分。
48.如图1所示,装置1000还可以包括基准电压产生器15。基准电压产生器15可以连接于运算放大器op1的输入端。基准电压产生器15可以用于生成基准电压vref。
49.如示例实施例所示,基准电压产生器15可以包括第二镜像电流源电路151和第三镜像电流源电路152。第二镜像电流源电路151可以包括三端晶体管p4、p5和p6。其中三端晶体管p4、p5和p6均可以是相同的p沟道场效应管。三端晶体管p4、p5和p6的漏极可以分别为第二镜像电流源电路151的镜像电流端1512、源电流端1511和镜像电流端1513。三端晶体管p4、p5和p6的源极可以共同连接于电源vdd,三端晶体管p4、p5和p6的栅极可以共同连接于三端晶体管p5的漏极。由于三端晶体管p4、p5和p6的栅极

源极电压均相同,从而可以使得
流过镜像电流端1512、源电流端1511和镜像电流端1513的电流均相等。
50.第三镜像电流源电路152可以包括三端晶体管n4和n5。其中三端晶体管n4和n5可以均为相同的n沟道场效应管。三端晶体管n4和n5的栅极可以均连接于三端晶体管n4的漏极。三端晶体管n4和n5的漏极可以分别为第三镜像电流源电路152的源电流端1521和镜像电流端1522。如示例实施例所示,三端晶体管n4的源极可以直接连接于信号地,三端晶体管n5的源极可以经过电阻器r6连接于信号地。
51.如示例实施例所示,第二镜像电流源电路151的源电流端1511可以与第三镜像电流源电路152的镜像电流端1522连接。第三镜像电流源电路152的源电流端1521可以与第二镜像电流源电路151的镜像电流端1512连接。第二镜像电流源电路151和第三镜像电流源电路152相互配合,可以使得流过第二镜像电流源电路151的镜像电流端1512、源电流端1511和镜像电流端1513的电流均稳定于预设电流值。镜像电流端1513可以经过电阻器r3连接信号地。可以使得电阻器r5两端的电压为预设的电压基准vref。
52.如示例实施例所示,基准源151可以产生正温度系数的基准电压vref。正温度系数的基准源151在温度升高时,其输出的电压基准vref会微微升高。从而可以弥补改善因温度升高噪声的放大器增益下降现象。
53.如图1所示,电流检测器12的三端晶体管n22的栅极和射频放大器输出级11的输出级的三端晶体管n2也可以共同连接于第二偏置电压激励vg2。可选地,在偏置电压激励vg1与射频放大器输出级11的三端晶体管n1的栅极之间也可以包括电阻器r1。在偏置电压激励vg2与射频放大器输出级11的三端晶体管n2的栅极之间也可以包括电阻器r2。可选地,在三端晶体管n1的栅极于输入信号rfin之间也可以包括电容器。在三端晶体管n2的栅极与信号地之间也可以包括电容器。
54.如图1所示,可选地,装置1000也可以包括扼流电感l1。可选地,扼流电感l1可以连接于射频放大器输出级11的输出端与电源vdd之间。可选地,装置1000也可以包括匹配电路。匹配电路可以与射频放大器输出级 11的输出端连接。
55.图2示出了本技术的另一实施例偏置电流控制装置的拓扑结构示意图。
56.如图2所示,装置2000可以用于射频放大器输出级21的偏置电流控制。射频放大器输出级21可以包括至少一个三端晶体管。如示例实施例所示,射频放大器输出级21包括的至少一个三端晶体管可以是三端晶体管q1。三端晶体管q1可以是npn型三极管。可选地,三端晶体管q1也可以换成pnp型三极管。可选地,三端晶体管q1也可以是异质结双极晶体管(hbt)。可选地,三端晶体管q1也可以是其他类型双极型晶体管。可选地,三端晶体管q1也可以换成单极型晶体管。
57.如图2所示,装置2000可以包括电流检测器22、反馈电流产生器23和偏置电压产生器24。
58.其中,电流检测器22与射频放大器输出级21连接。电流检测器22可以包括至少一个三端晶体管。其中电流检测器22包括的至少一个三端晶体管可以与射频放大器输出级21的至少一个三端晶体管互为镜像。进一步地,电流检测器22可以包括射频放大器输出级21的镜像电路。即,电流检测器22可以包括与射频放大器输出级21拓扑结构相同,且输入激励相同的电路部分。
59.如示例实施例所示,在电流检测器22也包括一个三端晶体管q11。可选地,三端晶
体管q11与三端晶体管q1可以是同类型的晶体管。如示例实施例所示,三端晶体管q1为npn型三极管,则三端晶体管q11同样也为npn型三极管。可选地,三端晶体管q11可以与三端晶体管q1为相同的晶体管。
60.三端晶体管q11可以相对于三端晶体管q1镜像设置。如示例实施例所示,三端晶体管q11的基极与三端晶体管q1的基极相连,共同连接偏置电压产生器24输出的偏置电压激励,并共同经电容器与输入信号rfin连接。三端晶体管q11的发射极与三端晶体管q1的发射极共同连接于信号地。
61.在正常工作时,三端晶体管q1和q11均处于放大区。由于二者的基极

发射极的电压差完全相同。因而三端晶体管q11的集电极电流与三端晶体管q1的集电极电流成正比。即,镜像偏置电流isense与射频放大器输出级21的偏置电流icc成正比。镜像偏置电流isense与偏置电流icc比值与两个晶体管的β值之比相当。
62.如图2所示,反馈电流产生器23可以与电流检测器22连接。并可以用于以预设比例把镜像偏置电流isense复制为反馈电流iref。反馈电流产生器23可以与图1中的同名组件相似。在此不做赘述。
63.如图2所示,偏置电压产生器24可以连接于反馈电流产生器23和电流检测器22之间。并可以根据反馈电流产生器23输出的反馈电流iref与基准电压vref生成偏置电压激励。该偏置电压激励可以同时作用于电流检测器22和射频放大器输出级21。
64.偏置电压产生器24可以与反馈电流产生器23和电流检测器22组成反馈控制电路。该反馈控制电路可以调整电流检测器22的镜像偏置电流isense为预设电流值。由于射频放大器输出级21与电流检测器22存在镜像关系。该反馈控制电路也同时把偏置电流icc调整为第二预设电流值。
65.如图2所示,偏置电压产生器24可以包括电阻器r3。电阻器r3可以连接于反馈电流产生器23,并可以把反馈电流产生器23输出的反馈电流iref转换为电阻器r3两端的反馈电压vfb。
66.如图2所示,偏置电压产生器24还可以包括运算放大器op1。运算放大器op1可以用于根据反馈电压vfb和基准电压vref的比较值生成射频放大器输出级21的偏置电压激励。
67.如图2所示,电流检测器22、反馈电流产生器23和偏置电压产生器24构成负反馈电路。可以自动调整射频放大器输出级21的偏置电流为与基准电压vref成预设比例的电流值。使得射频放大器输出级21的偏置电流可以不受输入信号rfin的影响。
68.与图1所示的装置相似,装置2000中的偏置电压产生器24也可以包括用于功率放大的三端晶体管p3。以及可以包括用于滤除交流成分的电容器c1和电阻器r4。在此不做赘述。
69.如图2所示,装置2000与射频放大器输出级21可以采用不同的供电电源。如示例实施例所示,射频放大器输出级21采用的供电电源为电源vcc。而装置2000的供电电源可以是电源vdd。
70.如图2所示,可选地,偏置电压产生器24可以包括三端晶体管q4实现偏置电压的跨电源连接。可选地,三端晶体管q4可以是双极性晶体管。进一步地,三端晶体管q4可以是npn型三极管,也可以是pnp型三极管。可选地,三端晶体管q4也可以是单极性晶体管。进一步地,三端晶体管q4可以是n沟道场效应管,也可以是p沟道场效应管。
71.如示例实施例所示,三端晶体管q4为npn型三极管。其中,三端晶体管q4的基极可以经电阻器r1与三端晶体管p3连接。三端晶体管q4的集电极可以连接于电源vcc。三端晶体管q4的发射极可以连接于射频放大器输出级21中的三端晶体管q1的基极。可选地,在三端晶体管q1的基极和信号地之间可以包括电容器c2。
72.如图2所示,偏置电压产生器24还可以包括钳位电路。该钳位电路可以用于确保偏置电压产生器24输出的偏置电压处于合理范围。该合理范围不会损坏包括射频放大器输出级21在内的后级电路。
73.如示例实施例所示,该钳位电路可以跨接于三端晶体管q4的基极和信号地之间。该钳位电路可以包括三端晶体管q1和q2。其中三端晶体管q1和q2可以串联连接。且三端晶体管q1的基极和集电极可以短接, 三端晶体管q2的基极和集电极可以短接。如示例实施例所示,三端晶体管q1、q2可以均为npn型三极管。
74.与图1所示的装置相似,装置2000也可以包括扼流电感l1和匹配电路。在此不做赘述。
75.图3示出了本技术的另一实施例射频放大器的组成示意图。
76.可选地,射频放大器3000也可以是射频功率放大器。如图3所示,射频放大器3000可以包括输出级31和偏置电流控制器32。
77.其中输出级可以包括至少一个三端晶体管。该至少一个晶体管可以是单极性晶体管也可以是双极型晶体管。比如该至少一个晶体管中可以包括三极管。该三极管可以是npn型三极管也可以是pnp型三极管。该至少一个晶体管中也可以包括场效应管。该场效应管可以是n沟道场效应管,也可以是p沟道场效应管。
78.偏置电流控制器32可以是前述任意一种偏置电流控制器。偏置电流控制器32可以是由电流检测器321、反馈电流产生器322和偏置电压产生器323中至少一项组成的闭环控制电路。
79.其中,电流检测器321可以包括与输出级31中的至少一个三端晶体管镜像设置的至少一个三端晶体管。进一步地,电流检测器321可以包括输出级31的镜像电路,或者可以包括输出级31局部电路的镜像电路。比如:电流检测器321可以包括与输出级31相同或者相似的拓扑结构。并且电流检测器321可以与输出级31连接相同或者相似的输入激励。由于电流检测器321与输出级31存在镜像关系,因而流过电流检测器321的电流与流过输出级31的电流相等或者成预设比例关系。从而可以实现输出级31的偏置电流采集。
80.可选地,电流检测器321可以与输出级31集成于同一芯片内部,可以采用相同的工艺。电流检测器321所包括的晶体管与输出级31所包括的晶体管可以具有高度相似的温度特性和其他特性。因而利用电流检测器321检测输出级31的偏置电流时,其温度稳定性较好。
81.反馈电流产生器322可以包括第一镜像电流源电路。该第一镜像电流源电路的源电流端可以与电流检测器321连接,可以把流过电流检测器321的电流以预设比例复制到第一镜像电流源的镜像电流端。并可以把第一镜像电流源的镜像电流端电流作为反馈电流输出到偏置电压产生器323。
82.第一镜像电流源电路包括的至少两个三端晶体管,可以设置于同一芯片内部。该第一镜像电流源电路的至少两个三端晶体管之间的特性高度一致。从而使得利用反馈电流
产生器322生成的反馈电流具有较好的温度稳定性,能够较好的反应输出级31的偏置电流。利用级联的电流检测器321和反馈电流产生器322可以非常准确地采集输出级31的偏置电流。由于电流检测器321和反馈电流产生器322具有较好的温度稳定性,因而以电流检测器321和反馈电流产生器322为电流反馈的偏置电流控制器32控制的输出级31的偏置电流具有较好的温度稳定性。同时,电流检测器321和反馈电流产生器322的结构非常简单,易于实现。
83.偏置电压产生器323可以连接于反馈电流产生器322和电流检测器321之间。并可以与电流检测器321和反馈电流产生器322组成负反馈控制电路。从而可以调整电流检测器321的镜像偏置电流为预设值。偏置电压产生器323的输出端同时也连接输出级31。由于输出级31与电流检测器321互为镜像。输出级31的偏置电流与电流检测器321也互为镜像。因而,偏置电压产生器323同时实现了输出级31偏置电流的有效控制。
84.如示例实施例所示,偏置电流控制器32可以包括基准源324。基准源324可以与偏置电压产生器323连接。作为上述闭环电路的输入给定,参与生成前述预设值。
85.本技术还提供一个实施例一种电子设备,包括前述任意一种偏置电流控制装置,或者包括前述任意一种射频放大器。
86.本技术还提供一个实施例一种芯片,包括前述任意一种偏置电流控制装置,或者包括前述任意一种射频放大器。
87.利用上述偏置电流控制装置、射频放大器、电子设备及芯片,可以通过与射频放大器输出级的镜像电路作为电流检测器,从而可以相对精准地检测到射频放大器输出级的偏置电流,并可以把该偏置电流按照预设比例复制为镜像偏置电流。以及可以利用包括镜像电流源电路的反馈电流产生器,把该镜像偏置电流按照预设比例复制为反馈电流。利用上述方式可以相对精准地把射频放大器输出级的偏置电流复制为反馈电流。进而可以通过偏置电压产生器可以根据该反馈电流把射频放大器输出级的偏置电流控制为预设电流值。
88.在上述方案中,装置生成的射频放大器输出级的偏置电流、镜像偏置电流和反馈电流可以同为正温度系数电流。从而在温度升高时,可以保证射频放大器晶体管跨导得到补偿。进而改善了温度升高时放大器增益下降的现象,保障了放大器高温时候的性能。
89.另一方面,在常温下,批量生产的上述偏置电流控制装置、射频放大器、电子设备及芯片的偏置电流的一致性可以相对较高。提高了产品良率和量产稳定性。
90.在上述方案中,由于信号的传递是通过至少一个镜像电流电路实现的,从而可以使得利用上述方案生成的偏置电流受晶体管工艺影响较小。同时该偏置电流控制装置为纯模拟电路实现,且拓扑结构相对简单,实现成本相对较低。
91.以上对本技术实施例进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明仅用于帮助理解本技术的方法及其核心思想。同时,本领域技术人员依据本技术的思想,基于本技术的具体实施方式及应用范围上做出的改变或变形之处,都属于本技术保护的范围。综上所述,本说明书内容不应理解为对本技术的限制。
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