pn = VCC-VP (2)
[0045] 合理设置偏置电压VP的值，使得二极管的压降VPN小于导通电压Vth，此时二极管 不导通，因此不会引入额外的直流功耗。当有射频信号输入时，节点a5的瞬时电压由小变大 的半个周期中，节点b5的瞬时电压由大变小，此时晶体管406的寄生电容Cbc越来越大，而二 极管409更趋向于截止，寄生电容越来越小，因此节点a5与b5之间的等效总电容变化趋势变 小。同理，当节点a5的瞬时电压由大变小的半个周期中，节点b5的瞬时电压由小变大，此时 晶体管406的寄生电容Cbc越来越小，而二极管409更趋向于导通，寄生电容越来越大，因此 节点a5与b5之间的等效总电容变化趋势同样变小。因此，调整偏置电压VP的值可以进一步 调节二极管409自身电容的变化剧烈程度。这种调整对于本领域普通技术人员而言，是可以 根据经验进行的，在此就不详细说明了。
[0046] 在上述电路中，电容408起到隔直的作用，同时可以用来调节补偿电路的电容值。 [0047]另一方面，根据Miller法则，晶体管基极与集电极间电容Cbc的影响可等效为两部 分，一部分是基极到地电容，另一部分是集电极到地的电容，因此补偿也可以相应地分成两 部分来实现。
[0048]需要说明的是，图4所示的补偿电路只是一个基本示例。该补偿电路还有很多其他 的衍生实施例。例如可以将电容408和二极管409互换位置，此时应由VBB和偏置电压VP的差 值来决定补偿效果。又如在图4所示的补偿电路中，在节点b5和c5间放一个电容，即在二极 管409两端再并联一个电容，也可以进一步改善补偿效果。
[0049]本发明的第二实施例如图5所示，其中501是输入隔直电容，504是输出隔直电容， 506是HBT晶体管，505是负载阻抗ZL，偏置电压VBB通过电感502加到晶体管506的基极a4,偏 置电压VCC通过电感503加到晶体管506的集电极b4。第一补偿电路507是连接在晶体管基极 与地之间的非线性补偿电路，第二补偿电路508是连接在晶体管集电极与地之间的非线性 补偿电路。这两个补偿电路507和508主要由二极管配合相应的无源元件来实现，下面结合 图6展开详细具体的说明。
[0050] 如图6所示，其中电感607、二极管608和电容共同组成第一补偿电路，用于补偿晶 体管的寄生电容Cbc等效在基极到地的影响；电感610、二极管611和电容612共同组成第二 补偿电路，用于补偿晶体管的寄生电容Cbc等效在集电极到地的影响。需要说明的是，根据 补偿的效果，这两部分补偿电路可同时存在，也可以只应用其中的一部分。
[0051] 在图6中，601是输入隔直电容，它的一端与输入信号相连接，另一端连接到晶体管 606的基极节点a6; 604是输出隔直电容，它的一端与输出负载605相连接，另一端连接到晶 体管606的集电极节点b6。电感602、603、607和610都为高频扼流电感。偏置电压VBB通过电 感602连接到晶体管606的基极节点a6,电源电压VCC通过电感603连接到晶体管606的集电 极节点b6。偏置电压VP1通过电感607连接到节点c6。电容609-端连接节点c6,另一端接地。 二极管608的阳极连接到节点c6，阴极连接到节点a5。偏置电压VP2通过电感610连接到节点 d6。电容612-端连接节点d6，另一端接地。二极管611的阳极连接到节点d6，阴极连接到节 点b6〇
[0052] 其中，二极管608两端的直流压降可表述为：
[0053] Vpni = VP1-VBB (3)
[0054] 二极管611两端的直流压降可表述为：
[0055] Vpn2 = VCC-VP2 (4)
[0056] 合理选择偏置电压VP1和VP2的值，使得二极管的压降VPN1和VPN2分别小于导通电 压Vth，两个二极管均不导通，因此不会引入额外的直流功耗。当有射频信号输入，节点a6的 瞬时电压由小变大的半个周期中，节点b6的瞬时电压由大变小，此时二极管608更趋向于截 止，支路608、609引入的补偿电容逐渐减小；同样，二极管611也更趋向于截止，支路611、612 引入的输出端补偿电容也逐渐减小。此时晶体管606自身的寄生电容Cbc越来越大，因此增 加的两条补偿支路可以在基极端和集电极端分别弱化Cbc的变化趋势。
[0057]在节点a6的瞬时电压由大变小的半个周期中，节点b6的瞬时电压由小变大，此时 二极管608更趋向于导通，支路608、609引入的补偿电容逐渐增大；同样，二极管611也更趋 向于导通，支路611、612引入的输出端补偿电容也逐渐增大。此时，晶体管606自身的寄生电 容Cbc越来越小，因此增加的两条补偿支路同样可以在基极端和集电极端分别弱化Cbc的变 化趋势。
[0058] 从上面的说明可以看出，通过合理调节偏置电压VP1和VP2,合理选择二极管608和 611、电感607、610以及电容609、612的大小，可以取得较好的补偿效果。
[0059] 需要说明的是，上述实施例中所示出的补偿电路可以被用在芯片中。对该芯片中 的补偿电路，在此就不再一一详述了。
[0060] 上述补偿电路还可以被用在通信终端中，作为射频电路的重要组成部分。这里所 说的通信终端指可以在移动环境中使用、支持GSM，EDGE、TD_SCDMA、TDD_LTE、FDD_LTE等多 种通信制式的计算机设备，包括但不限于移动电话、笔记本电脑、平板电脑、车载电脑等。此 外，该补偿电路也适用于其他需要改善射频功率放大器线性度的场合，例如兼容多种通信 制式的通信基站等，在此就不一一详述了。
[0061] 与现有技术相比较，本发明所提供的方法主要利用不同偏置条件下二极管的非线 性电容来补偿在射频信号摆幅下造成的双极型晶体管的电容Cbc的变化，从而提高整个射 频功率放大器的线性度。本发明的技术方案不需要引入额外的直流功耗，并且不会引起其 他射频功率放大器性能的恶化。相应的补偿电路易于与主体放大电路集成，且不影响主体 放大电路的其他性能，可调性高。
[0062] 本发明所提出的补偿电路，不仅可以应用于单级的共发射极放大器结构中，同样 也可以应用于两级甚至多级级联的共发射极放大器结构中。相应的电路结构调整是本领域 普通技术人员能够掌握的常规技术手段，在此就不具体说明了。
[0063] 上面对本发明所提供的改善射频功率放大器线性度的方法、补偿电路及通信终端 进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本发明实质精神的前提下对 它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本发明专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。
【主权项】
1. 一种改善射频功率放大器线性度的方法，其特征在于： 在共发射极放大器的晶体管的基极与集电极之间连接补偿电路，所述补偿电路用于抵 消所述晶体管的基极与集电极之间的电容随射频信号变化造成的影响。2. 如权利要求1所述改善射频功率放大器线性度的方法，其特征在于： 所述补偿电路利用不同偏置条件下二极管的非线性电容变化予以实现。3. -种补偿电路，用于实现权利要求1或2所述改善射频功率放大器线性度的方法，其 特征在于： 所述补偿电路包括具有公共节点的电感、电容和二极管，所述电感的另一端连接偏置 电压，所述电容的另一端连接所述晶体管的基极;所述二极管的阳极连接所述晶体管的集 电极，阴极连接所述公共节点。4. 一种补偿电路，用于实现权利要求1或2所述改善射频功率放大器线性度的方法，其 特征在于： 所述补偿电路包括具有公共节点的电感、电容和二极管，所述电感的另一端连接偏置 电压，所述电容的另一端连接所述晶体管的集电极;所述二极管的阳极连接所述公共节点， 阴极连接所述晶体管的基极。5. 如权利要求3或4所述的补偿电路，其特征在于： 在所述二极管的两端并联一个电容。6. -种补偿电路，用于实现权利要求1或2所述改善射频功率放大器线性度的方法，其 特征在于： 所述补偿电路分为第一补偿电路和第二补偿电路两部分，其中所述第一补偿电路的一 端连接在所述晶体管的基极，另一端接地;所述第二补偿电路的一端连接在所述晶体管的 集电极，另一端接地。7. 如权利要求6所述的补偿电路，其特征在于： 所述第一补偿电路包括具有公共节点的第一电感、第一电容和第一二极管，其中所述 第一电感的另一端连接第一偏置电压，所述第一电容的另一端接地，所述第一二极管的阳 极连接所述公共节点，阴极连接所述晶体管的基极。8. 如权利要求6所述的补偿电路，其特征在于： 所述第二补偿电路包括具有公共节点的第二电感、第二电容和第二二极管，其中所述 第二电感的另一端连接第二偏置电压，所述第二电容的另一端接地，所述第二二极管的阳 极连接所述晶体管的集电极，阴极连接所述公共节点。9. 如权利要求3~8中任意一项所述的补偿电路，其特征在于： 通过设置偏置电压，使二极管的压降小于导通电压。10. 如权利要求3~8中任意一项所述的补偿电路，其特征在于： 所述电容一方面起到隔直的作用，另一方面与二极管的寄生电容一起抵消所述晶体管 的基极与集电极之间的电容随射频信号变化造成的影响。11. 如权利要求3~8中任意一项所述的补偿电路，其特征在于： 所述电感为高频扼流电感。12. 如权利要求3~8中任意一项所述的补偿电路，其特征在于： 所述晶体管是NPN类型的双极型晶体管。13. 如权利要求12所述的补偿电路，其特征在于： 所述晶体管是HBT晶体管。14. 一种芯片，其特征在于包括如权利要求3~13中任意一项所述的补偿电路。15. -种通信终端，其特征在于包括如权利要求3~13中任意一项所述的补偿电路或者 如权利要求14所述的芯片。
【专利摘要】本发明公开了一种改善射频功率放大器线性度的方法，同时也公开了用于实施该方法的补偿电路及具有该补偿电路的通信终端。该方法中，在共发射极放大器的晶体管的基极与集电极之间连接补偿电路，用于抵消晶体管的基极与集电极之间的电容随射频信号变化造成的影响。本发明不需要引入额外的直流功耗，并且不会引起其他射频功率放大器性能的恶化。相应的补偿电路易于与主体放大电路集成，且不影响主体放大电路的其他性能，可调性高。
【IPC分类】H03F3/21, H03F1/32, H03F3/24, H03F3/19
【公开号】CN105515539
【申请号】CN201510975245
【发明人】陈吉
【申请人】上海唯捷创芯电子技术有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月22日