[發(fā)明專利]用于放大器的切換有源偏壓控制和上電定序的電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080052181.2
• 申請日: 2010-10-05
• 公開（公告）號: CN102612804A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: F·科塞爾;Y·A·艾肯;A·塞利克;P·卡金
• 申請（專利權(quán)）人: 赫梯特微波公司
• 主分類號: H03F3/04
• 分類號: H03F3/04
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 金曉

相關(guān)申請

本申請根據(jù)美國法典第35篇第119,120,363,365條以及聯(lián)邦法規(guī)第37篇第1.55和1.78條的規(guī)定而由此要求2009年10月5日提交的申請?zhí)枮?1/278,250的美國臨時專利申請的權(quán)益和優(yōu)先權(quán)，通過引用將該申請并入本文。本申請還涉及2010年10月1日提交的發(fā)明名稱為“用于放大器的有源偏壓控制電路及其上電定序方法(Active?Bias?Control?Circuit?for?an?Amplifier?and?Method?of?Power?Up?Sequencing?the?Same)”的申請，同樣通過引用將該申請并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于放大器的有源偏壓控制電路。

背景技術(shù)

放大器是接收或發(fā)送信號的任意系統(tǒng)的主要構(gòu)建模塊之一。它們可以被用于放大接收的信號以增加信號強度并改善信噪比(SNR)，而且可以在發(fā)射機鏈中使用以將信號放大至用于驅(qū)動天線的可接受水平。它們也可以被用于系統(tǒng)模塊之間以根據(jù)需要放大信號。

典型的放大器包括一個或多個晶體管。根據(jù)應(yīng)用的具體需求，這些晶體管可以是任意種類(雙極晶體管，功率場效應(yīng)晶體管MOSFET，金屬半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管MESFET，結(jié)型場效應(yīng)晶體管JFET等)，并且可以是任意模式(耗盡型或增強型)。無論放大器的類型和模式如何，放大器內(nèi)使用的晶體管都應(yīng)該為了實現(xiàn)有源操作而在其柵極或其基極加有偏壓。偏壓點會影響放大器的很多參數(shù)，例如效率、噪聲系數(shù)、線性度、穩(wěn)定性和增益。但是，每一個晶體管都彼此不同。它們的閾值(夾斷值)由于工藝變化以及老化和溫度而在不同的部件之間有所變化。為了補償這些改變，應(yīng)該監(jiān)測通過放大器的靜態(tài)偏壓并優(yōu)選持續(xù)地調(diào)節(jié)其柵極或基極電壓以實現(xiàn)穩(wěn)定的操作。

一種有源偏壓控制是通常測量通過晶體管的靜態(tài)偏壓并調(diào)節(jié)放大器的柵極或基極以實現(xiàn)穩(wěn)定偏壓點的反饋系統(tǒng)。多年來已經(jīng)設(shè)計和公開了多種系統(tǒng)級和片載的有源偏壓控制回路。

授予Ohta的美國專利5361007公開了一種用于通過使用與放大器串聯(lián)(連接至漏極或集電極)的測量電阻來測量經(jīng)過放大器的電流并利用反饋保持該測量電阻兩端的電壓恒定來生成穩(wěn)定的放大器柵極電壓的裝置。授予Soliday的美國專利5311143公開了另一種測量裝置，其將測量電阻連接至放大器的發(fā)射極而不是集電極。授予Lin的美國專利6657499公開了一種使用與放大器串聯(lián)的測量電阻的偏壓生成電路。

上述的這些現(xiàn)有系統(tǒng)使用與RF放大器串聯(lián)的測量電阻，由于放大器的總靜態(tài)電流也會經(jīng)過測量電阻從而消耗額外的功率，因此希望可以避免使用這種手段。這就需要非常精確地微調(diào)測量電阻。如果放大器的靜態(tài)電流較大(在用于驅(qū)動器放大器的情況下>1A)，那么測量電阻就應(yīng)該足夠大以操控電流并且足夠精確以避免造成各部件之間的變化。

對放大器的另一種重要考量是將準(zhǔn)確的上電/掉電定序加至放大器。如果在準(zhǔn)確接通偏壓發(fā)生器之前就加有漏極電壓，那么就會有過量的電流通過放大器，從而可能會損壞放大器。

發(fā)明內(nèi)容

因此本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種用于放大器的有源偏壓控制電路，其并不依賴于使用與放大器串聯(lián)的測量電阻。

本發(fā)明進一步的目標(biāo)是提供一種給用于放大器的有源偏壓控制控制電路上電定序的改進方法。

但是在其他的實施例中，本發(fā)明不必實現(xiàn)所有這些目標(biāo)，并且其權(quán)利要求不應(yīng)被限制為能夠?qū)崿F(xiàn)這些目標(biāo)的結(jié)構(gòu)或方法。

本發(fā)明部分源于以下認(rèn)知：對于有源偏壓控制電路來說，更加有利的是通過根據(jù)放大器輸入電流按比例縮小的副本測量的電流來確定輸入電流，而不是使用與外部放大器的供電輸入端串聯(lián)的低值測量電阻來測量提供給外部放大器用于調(diào)節(jié)放大器控制電壓的輸入電流。本發(fā)明的實施例利用供電開關(guān)兩端的壓降來提供流過放大器的供電電流的按比例縮小副本，由此消除對單獨的串聯(lián)測量電阻的需要。

本發(fā)明的特征在于一種用于放大器的有源偏壓控制電路，包括響應(yīng)供電電壓以用于為放大器輸入端提供輸入電流的開關(guān)。電流測量電路被耦合至開關(guān)用于測量放大器輸入電流的按比例縮小副本，并且第一放大器控制電路響應(yīng)電流測量電路以用于響應(yīng)測量的輸入電流的按比例縮小副本調(diào)節(jié)放大器第一控制電壓從而調(diào)制放大器輸入電流。