功率放大器线性补偿偏置电路的制作方法

本技术涉及射频微波领域，更具体地涉及一种功率放大器线性补偿偏置电路。

背景技术：

1、随着5g、wlan射频电路系统的发展，衡量电路线性度的指标主要为(邻道功率泄露比)acpr与(矢量误差幅度)evm性能，而两者均与射频信号的幅度与相位呈现最为重要的关联性，另外温度也对器件线性度产生较大影响。而且，实际的wlan收发器工作时使用的是时分双工(tdd)，当接收信号的时候需要关闭功率放大器来降低整体电路的功耗，所以功率放大器必须以一定的占空比周期性地打开和关闭，在功率放大器动态切换过程中产生的电热瞬态变化引起电路的记忆效应：功率放大器开启后，在开关切换时间之内，电路的静态电流增大不能达到稳定状态，导致电路增益下降，会造成电路的性能退化。通过偏置电路为功率放大器提供温度与线性补偿，可以提升电路性能。

2、图1为现有常见的功率放大器线性补偿偏置电路的结构示意图。在放大器工作时，随着射频信号rfin的增加，放大器的线性度随着晶体管的工作状态的变化逐渐降低，需要通过偏置电路提供额外的补偿电流来提升电路的线性度。在图1中，由于晶体管hbt1和电容c1，射频信号通过电阻r1流入到偏置电路中，然后因为晶体管hbt1的整流作用，整流之后的射频信号转化为直流信号流入功率管hbt0中，为功率放大器提供了补偿，使得电路的线性度提升。

3、偏置电路对功率放大器的补偿作用是提升电路线性度重要途径，另外温度调节单元可以起到温度负反馈作用来调节。在图1给出的偏置电路结构中，温度调节效果不佳，并且并未进一步对线性度进行改进。造成这些限制的原因在于：1、温度感应及反馈结构简单，当器件尺寸确定后，温度对功率放大器偏置点的影响浮动很大；2、并未进一步根据线性偏置电路对大信号性能的影响进行改善研究。

4、因此，有必要提供一种改进的功率放大器线性补偿偏置电路来克服上述缺陷。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种功率放大器线性补偿偏置电路，本实用新型的功率放大器线性补偿偏置电路可对功率放大器进行温度补偿与大信号线性补偿，使得所述功率放大器的温度更稳定，功率管的线性度更好，提升了功率放大器电路的动态性能调节能力。

2、为实现上述目的，本实用新型提供了一种功率放大器线性补偿偏置电路，其包括线性调节单元、温度感应单元与电路控制单元，所述线性调节单元与功率管的基极连接，用以改善在大信号下所述功率管的线性度；所述温度感应单元通过所述电路控制单元与所述线性调节单元连接，所述电路控制单元用以为所述线性调节单元和温度感应单元提供合适的工作电压，所述温度感应单元设置在邻近所述功率管的位置，用以感应所述功率管的温度变化并对所述功率管进行温度补偿；所述线性调节单元包括第一电容、第一电阻及第一晶体管，所述第一电阻一端与所述功率管的基极连接，另一端与所述第一晶体管的发射极连接，所述第一晶体管的集电极与外部电源连接，其基极与电路控制单元连接；所述第一电容的一端与所述第一晶体管的基极连接，其另一端接地。

3、较佳地，所述线性调节单元还包括第二晶体管，所述第二晶体管的基极、发射极均与所述第一晶体管的发射极连接，其集电极与第一晶体管的集电极连接。

4、较佳地，所述线性调节单元还包括第二电容，所述第二电容连接于所述第一晶体管的其极与发射极之间。

5、较佳地，所述温度感应单元包括第二电阻、第三电阻、第三晶体管及第四晶体管，所述第三晶体管、第四晶体管的发射极均接地，所述第三晶体管的集电极与所述电路控制单元连接，其基极与所述第三电阻的一端连接；所述第三电阻的另一端与所述第三晶体管的集电极、第二电阻的一端共同连接；所述第二电阻的另一端与所述第四晶体管的基极连接，所述第四晶体管的集电极与所述电路控制单元连接。

6、较佳地，所述电路控制单元包括第四电阻、第五电阻及第五晶体管，所述第五晶体管的发射极与所述第三晶体管的集电极连接，其基极与所述第一晶体管的基极连接，所述第五晶体管的集电极与第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与外部电源连接；所述第五电阻的一端与基准电源连接，其另一端与第四晶体管的集电极、第一晶体管的基极共同连接。

7、较佳地，所述第二电容与第二晶体管的位置可互换。

8、与现有技术相比，本实用新型的功率放大器线性补偿偏置电路通过调节控制所述线性调节单元中的电容值而调节控制泄漏至所述偏置电路中射频信号的功率大小，从而可针对大信号对功率管进行线性补偿，调节改善功率放大器功率管的线性度；同时通过所述温度感应单元实时感应功率管温度的变化，并控制调整所述功率管的静态电流，从而对所述功率管进行温度补偿，提升了功率放大器电路的动态性能调节能力。

9、通过以下的描述并结合附图，本实用新型将变得更加清晰，这些附图用于解释本实用新型的实施例。

技术特征：

1.一种功率放大器线性补偿偏置电路，其特征在于，包括线性调节单元、温度感应单元与电路控制单元，所述线性调节单元与功率管的基极连接，用以改善在大信号下所述功率管的线性度；所述温度感应单元通过所述电路控制单元与所述线性调节单元连接，所述电路控制单元用以为所述线性调节单元和温度感应单元提供合适的工作电压，所述温度感应单元设置在邻近所述功率管的位置，用以感应所述功率管的温度变化并对所述功率管进行温度补偿；所述线性调节单元包括第一电容、第一电阻及第一晶体管，所述第一电阻一端与所述功率管的基极连接，另一端与所述第一晶体管的发射极连接，所述第一晶体管的集电极与外部电源连接，其基极与电路控制单元连接；所述第一电容的一端与所述第一晶体管的基极连接，其另一端接地。

2.如权利要求1所述的功率放大器线性补偿偏置电路，其特征在于，所述线性调节单元还包括第二晶体管，所述第二晶体管的基极、发射极均与所述第一晶体管的发射极连接，其集电极与第一晶体管的集电极连接。

3.如权利要求2所述的功率放大器线性补偿偏置电路，其特征在于，所述线性调节单元还包括第二电容，所述第二电容连接于所述第一晶体管的其极与发射极之间。

4.如权利要求1所述的功率放大器线性补偿偏置电路，其特征在于，所述温度感应单元包括第二电阻、第三电阻、第三晶体管及第四晶体管，所述第三晶体管、第四晶体管的发射极均接地，所述第三晶体管的集电极与所述电路控制单元连接，其基极与所述第三电阻的一端连接；所述第三电阻的另一端与所述第三晶体管的集电极、第二电阻的一端共同连接；所述第二电阻的另一端与所述第四晶体管的基极连接，所述第四晶体管的集电极与所述电路控制单元连接。

5.如权利要求4所述的功率放大器线性补偿偏置电路，其特征在于，所述电路控制单元包括第四电阻、第五电阻及第五晶体管，所述第五晶体管的发射极与所述第三晶体管的集电极连接，其基极与所述第一晶体管的基极连接，所述第五晶体管的集电极与第四电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与外部电源连接；所述第五电阻的一端与基准电源连接，其另一端与第四晶体管的集电极、第一晶体管的基极共同连接。

6.如权利要求3所述的功率放大器线性补偿偏置电路，其特征在于，所述第二电容与第二晶体管的位置可互换。

技术总结
本技术提供了一种功率放大器线性补偿偏置电路，其包括线性调节单元、温度感应单元与电路控制单元，所述线性调节单元与功率管的基极连接，用以改善在大信号下所述功率管的线性度；所述温度感应单元通过所述电路控制单元与所述线性调节单元连接，所述电路控制单元用以为所述线性调节单元和温度感应单元提供合适的工作电压，所述温度感应单元设置在邻近所述功率管的位置，用以感应所述功率管的温度变化并对所述功率管进行温度补偿。本技术的功率放大器线性补偿偏置电路可对功率放大器进行温度补偿与大信号线性补偿，使得所述功率放大器的温度更稳定，功率管的线性度更好，提升了功率放大器电路的动态性能调节能力。

技术研发人员：邓小东,张宗楠,李一虎,樊龙,崔博华
受保护的技术使用者：四川和芯微电子股份有限公司
技术研发日：20221117
技术公布日：2024/1/12