[發(fā)明專利]射頻功率放大器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010215259.3
• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111431485A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉元鑫;張宗楠;吳杰;劉輝
• 申請（專利權(quán)）人: 四川和芯微電子股份有限公司
• 主分類號: H03F1/02
• 分類號: H03F1/02;H03F1/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種射頻功率放大器，包括偏置電路與射頻電路，偏置電路包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第一三極管、第二三極管及放大器，第一三極管、第一電阻、第二電阻及第四電阻構(gòu)成一共射放大器結(jié)構(gòu)，第二三極管、第三電阻及第六電阻構(gòu)成射極跟隨器結(jié)構(gòu)；射頻電路包括第三三極管、第一負(fù)載阻抗、第一電感及第一電容；其中，偏置電路還包括第二電感、第二電容及第二負(fù)載阻抗，第二電感的一端、第二負(fù)載阻抗的一端均與第一三極管的集電極連接，第二電感的另一端、第二電容的一端均與放大器的輸入端連接，第二電容的另一端、第二負(fù)載阻抗的另一端均接地。發(fā)明的射頻功率放大器工作在大信號條件下時的偏置點溫漂更小，保證了其工作的穩(wěn)定性，提高了工作效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及射頻微波領(lǐng)域，更具體地涉及一種射頻功率放大器。

背景技術(shù)

射頻功率放大器中的偏置電路通常只能在射頻功率管處于靜態(tài)或者小信號條件下才能對射頻功率管的偏置點(偏置電流)進(jìn)行有效的溫度補(bǔ)償。

如圖1所示，為現(xiàn)有技術(shù)的射頻功率放大器，主要由兩部分構(gòu)成，第一部分是偏置電路，第二部分是射頻電路。第一部分由電阻R1、R2、R3、R4、Re5、Rb6，三極管Q1、Q2組成。VCC1、VCC2均為偏置電路的供電電源。第二部分主要由電感L1、電容C1、三極管Q3以及負(fù)載阻抗Z1組成。其中IN為射頻信號輸入端子。其中虛線框中電路(記為P電路)可以為多個相同結(jié)構(gòu)并聯(lián)的連接結(jié)構(gòu)，如圖2所示。圖2為兩個P電路并聯(lián)得到，實際應(yīng)用中也可以對N個P電路進(jìn)行并聯(lián)使用(N為大于或等于1的自然數(shù))，其中，N的取值主要取決于射頻功率放大器的輸出功率等級，射出功率等級越高，數(shù)目也就越多。

在上述電路中：當(dāng)三極管Q3的溫度發(fā)生變化時，如果偏置電路的輸出電壓保持不變，那么三極管Q3將由于BE導(dǎo)通電壓發(fā)生變化而導(dǎo)致其偏置點(偏置電流)發(fā)生變化。為解決這問題，現(xiàn)在主要是通過將三極管Q1放置到盡量靠近三極管Q3的位置上，從而實現(xiàn)三極管Q1溫度的變化也能隨三極管Q3溫度的變化而變化，從而實現(xiàn)三極管Q1對三極管Q3溫度的跟隨。當(dāng)三極管Q1溫度發(fā)生變化時，三極管Q1的BE結(jié)導(dǎo)通電壓也發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致三極管Q1流經(jīng)集電極的電流發(fā)生變化。三極管Q1與電阻R1、R2、R4構(gòu)成的是共射放大器，將三極管Q1溫度的變化量轉(zhuǎn)化為三極管Q1集電極處反相的電壓變化量V1。電壓V1經(jīng)過放大器AMP放大后再由電阻R3、三極管Q2、Rb6構(gòu)成的射極跟隨器進(jìn)行放大得到電壓V2，V2和V1同相。這是穩(wěn)定三極管Q3偏置電流的整個負(fù)反饋環(huán)路。另外，為了保證三極管Q1對三極管Q3溫度的跟隨，也就是要讓三極管Q1的發(fā)射極電流密度和三極管Q3發(fā)射極的電流密度相同，進(jìn)而讓三極管Q1的溫升更接近三極管Q3的溫升，最終實現(xiàn)三極管Q1的溫度變化能在靜態(tài)條件下能更精確地實現(xiàn)對三極管Q3溫度的跟隨；而為了讓三極管Q1和三極管Q3的電流密度相同，需要滿足的條件是：三極管Q1的發(fā)射極面積記為m，三極管Q3的發(fā)射極面積記為n，面積比為m/n，則R2/Rb6＝R1/Re5＝n/m。

在上述方案中，在射頻功率管(三極管Q3)處于靜態(tài)或者小信號的條件下，能很好地實現(xiàn)偏置電路對射頻功率管的溫度補(bǔ)償，從而實現(xiàn)讓射頻功率管的偏置點有很好的溫度穩(wěn)定性(即溫漂小)；但是當(dāng)射頻功率管工作在大信號的條件下時，由于三極管Q1和三極管Q3的工作狀態(tài)有較大差異，導(dǎo)致三極管Q1很難跟隨三極管Q3的溫度變化，因此上述現(xiàn)有技術(shù)的偏置電路對于射頻功率管的溫度補(bǔ)償很弱，不能滿足實際應(yīng)用的需求。

因此，有必要提供一種改進(jìn)的射頻放大器以實現(xiàn)在大信號下也能對射頻功率管進(jìn)行溫度補(bǔ)償。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種射頻功率放大器，本發(fā)明的射頻功率放大器工作在大信號條件下時的偏置點溫漂更小，保證了其工作的穩(wěn)定性，提高了工作效率。