偏置电路、功率放大器和电子设备的制作方法

本申请涉及集成电路领域，具体而言，涉及一种偏置电路、功率放大器和电子设备。

背景技术：

1、现有的功率放大器或微波集成电路，通常使用电流镜作为射频晶体管偏置电路，电流镜为功率放大器或微波集成电路中的射频晶体管提供可控的偏置电流，从而控制射频晶体管的工作状态。

2、然而在实际的应用过程中，功率放大器或微波集成电路中的电源管理芯片需要同时为多颗不同的芯片提供电压，从而可能导致芯片供电压不稳定的现象产生。随着芯片供电电压的波动，会使得电流镜产生的偏置电压的波动，导致偏置电路提供的静态基极电流产生较大幅度的波动，功率放大器或微波集成电路中射频晶体管的工作状态发生变化，进而使得功率放大器或微波集成电路的电性能发生较大变化。

技术实现思路

1、本申请实施例的目的在于提供一种偏置电路、功率放大器和电子设备，用以保证功率放大器中的射频晶体管电性能不会因输入的偏置电压的波动发生较大变化。

2、第一方面，本申请提供一种偏置电路，用于向功率放大器提供偏置电流，所述偏置电路包括：输入电流支路，与供电电源连接，所述输入电流支路用于根据所述供电电源产生第一电流；输出电流支路，与所述输入电流支路连接，用于根据所述第一电流输出偏置电流；偏置电流补偿单元，与所述输入电流支路及所述供电电源连接，所述偏置电流补偿单元，用于调节所述第一电流，以保证在所述供电电源波动时，所述偏置电流保持不变。

3、在本申请实施例中，设置电流补偿单元，电流补偿单元与输入电流支路及供电电源连接，对输入电流支路产生的第一电流进行调整，在供电电源波动时，输入电流支路根据调整后的第一电流输出的偏置电流保持不变，从而保证功率放大器中的射频晶体管电性能不会因供电电源输入的偏置电压的波动发生较大变化。

4、在可选的实施方式中，所述偏置电流补偿单元包括：第一限流元件和第二限流元件；所述第一限流元件设置于所述输入电流支路中的第一晶体管的控制端和输入端之间；所述第二限流元件的第一端与所述供电电源连接，第二端与所述第一晶体管的控制端连接。

5、在本申请实施例中，通过设置偏置电流补偿单元，在供电电源vbias的电压产生波动，第一晶体管的控制端电压会随着供电电源的电压的增加而增加，减小而减小。相应地，第一晶体管的控制端电流也会随着供电电源电压的增加而增加，减小而减小。在供电电源电压的增加时，第一晶体管的控制端电流与供电电源的电压呈正斜率变化，第一晶体管的导通能力增强，导通电流与供电电源的电压也呈正斜率变化。第一限流元件调节导通电流的斜率，进而保证输出电流支路输出的偏置电流保持不变，使得射频晶体管的工作状态不会随供电电源的电压波动而造成其集电极电流的变化，从而保证射频晶体管的电性能最大程度不受供电电源的电压波动的影响。

6、在可选的实施方式中，所述偏置电流补偿单元还包括：第三限流元件；所述第三限流元件的一端与所述第一晶体管的输入端连接，另一端与所述输入电流支路连接。

7、在本申请实施例中，设置第一限流元件和第三限流元件共同调节第一晶体管的导通电流的斜率，从而保证输入第四晶体管m4的基极的电流i1保持不变，进而保证输出电流支路输出的偏置电流保持不变，使得射频晶体管的工作状态不会随供电电源的电压波动而造成其集电极电流的变化，从而保证射频晶体管的电性能最大程度不受供电电源的电压波动的影响。

8、在可选的实施方式中，所述第一限流元件为第一电阻，所述第二限流元件为第二电阻，所述第三限流元件为第三电阻。

9、在可选的实施方式中，所述第一电阻和所述第三电阻的阻值满足：在所述供电电源波动时，流入目标交点的电流与所述供电电源输出的偏置电压之间的斜率，及所述第一电流与所述供电电源输出的偏置电压之间斜率保持一致，所述目标交点为所述第三电阻和所述输入电流支路的连接点。

10、在可选的实施方式中，所述第一电阻和所述第三电阻为可变电阻；所述偏置电流补偿单元还包括采样电路，用于对第二电流进行采样，所述第二电流根据所述第一电流确定，所述第二电流与所述偏置电流正相关；通过调节所述第一电阻和/或所述第三电阻的阻值，以保证所述第二电流不变，进而保证所述偏置电流不变。

11、在本申请实施例中，将第一电阻和第三电阻设置为可变电阻，通过设置采样电路对第二电流进行采样，然后调节第一电阻和第三电阻的阻值，使得第二电流不变，进而保证输出电流支路输出的偏置电流保持不变，使得射频晶体管的工作状态不会随供电电源的电压波动而造成其集电极电流的变化，从而保证射频晶体管的电性能最大程度不受供电电源的电压波动的影响。

12、在可选的实施方式中，所述偏置电流补偿单元还包括：第二晶体管；所述第二晶体管设置在所述供电电源和所述第二限流元件之间，所述第二晶体管的控制端和输入端与所述供电电源连接，输出端与所述第二限流元件连接。

13、在本申请实施例中，通过设置第二晶体管作为偏置电流补偿单元的负载，具有面积小，节省偏置电路面积的优点。

14、在可选的实施方式中，所述第二晶体管为异质结双极型晶体管；相应的，所述第二晶体管的输入端为所述异质结双极型晶体管的集电极，所述第二晶体管的输出端为所述异质结双极型晶体管的发射极，所述第二晶体管的控制端为所述异质结双极型晶体管的基极。

15、第二方面，本申请提供一种功率放大器，包括：功率放大器和如前述实施方式任一项所述的偏置电路；所述偏置电路的输出端与所述功率放大器的输入端连接，用于向所述功率放大器输入偏置电流。

16、第三方面，本申请提供一种电子设备，包括：如前述实施方式所述的功率放大器。

技术特征：

1.一种偏置电路，用于向功率放大器提供偏置电流，其特征在于，所述偏置电路包括：

2.根据权利要求1所述的偏置电路，其特征在于，所述偏置电流补偿单元包括：第一限流元件和第二限流元件；

3.根据权利要求2所述的偏置电路，其特征在于，所述偏置电流补偿单元还包括：第三限流元件；

4.根据权利要求3所述的偏置电路，其特征在于，所述第一限流元件为第一电阻，所述第二限流元件为第二电阻，所述第三限流元件为第三电阻。

5.根据权利要求4所述的偏置电路，其特征在于，所述第一电阻和所述第三电阻的阻值满足：

6.根据权利要求4所述的偏置电路，其特征在于，所述第一电阻和所述第三电阻为可变电阻；

7.根据权利要求2所述的偏置电路，其特征在于，所述偏置电流补偿单元还包括：第二晶体管；

8.根据权利要求7所述的偏置电路，其特征在于，所述第二晶体管为异质结双极型晶体管；相应的，所述第二晶体管的输入端为所述异质结双极型晶体管的集电极，所述第二晶体管的输出端为所述异质结双极型晶体管的发射极，所述第二晶体管的控制端为所述异质结双极型晶体管的基极。

9.一种功率放大器，其特征在于，包括：

10.一种电子设备，其特征在于，包括：如权利要求9所述的功率放大器。

技术总结
本申请提供一种偏置电路、功率放大器和电子设备，所述偏置电路用于向功率放大器提供偏置电流，包括：输入电流支路，与供电电源连接，所述输入电流支路用于根据所述供电电源产生第一电流；输出电流支路，与所述输入电流支路连接，用于根据所述第一电流输出偏置电流；偏置电流补偿单元，与所述输入电流支路及所述供电电源连接，所述偏置电流补偿单元，用于调节所述第一电流，以保证在所述供电电源波动时，所述偏置电流保持不变。通过上述方案，保证功率放大器中的射频晶体管电性能不会因供电电源输入的偏置电压的波动发生较大变化。

技术研发人员：费新哲,龚海波,姚静石,陈阳平
受保护的技术使用者：成都明夷电子科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12