[發明專利]芯片級全集成低增益溫漂射頻放大器

有效

• 申請號: 202011190556.3
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112332786B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發明（設計）人: 張然
• 申請（專利權）人: 西南電子技術研究所(中國電子科技集團公司第十研究所)
• 主分類號: H03F1/30
• 分類號: H03F1/30;H03F1/02;H03F3/195
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 劉凱

本發明公開的一種芯片級全集成低增益溫漂射頻放大器，增益溫漂小、能夠保證雙極型晶體放大管跨導保持相對恒定。本發明通過下述技術方案實現：上電時，負溫度系數跨導參考源主電路從處于零電流的非正常工作狀態糾正到正常的工作狀態，并產生與電阻相關的負溫度系數跨導參考電流，PMOS晶體管PM7通過負溫度系數跨導參考源主電路上的PMOS晶體管PM2組成電流鏡的方式，將負溫度系數跨導參考電流復制到正溫度系數跨導參考源電路中，負溫度系數跨導參考源與正溫度系數跨導參考源調節各自的溫度系數，并疊加到射頻放大器電路的參考電流中，從而實現相對恒定的增益溫漂射頻放大器。本發明涉及無線通信領域射頻收發機中的射頻放大器。

技術領域

本發明涉及一種無線通信領域射頻收發機中的射頻信號放大器，尤其涉及一種芯片級全集成低增益溫漂射頻信號放大器。

背景技術

射頻(RF)信號放大器是各種無線發射機的重要組成部分。射頻即RadioFrequency，通常縮寫為RF。表示可以輻射到空間的電磁頻率，頻率范圍從300KHz～30GHz之間。射頻簡稱RF射頻就是射頻電磁波，它是一種高頻交流變化電磁波的簡稱。射頻信號和射頻概念一樣，就是經過調制的，擁有一定發射頻率的電波。我們把具有遠距離傳輸能力的高頻電磁波稱為射頻,射頻技術在無線通信領域中被廣泛使用。射頻放大器或射頻功率放大器是經過微調的放大器，可以提高無線電通信中使用的高頻信號。它們在電子電路中和其他部件一起使用。射頻功放屬于發射部分，是為了把射頻電路產生的功率進行放大驅動射頻波能夠發射更遠；射頻信號增益是屬于接收部分，是為了增強接收信號，讓通訊效果更佳。大功率射頻放大器增益，如果信號太低不能在電路的其他位置使用，可以通過此放大器提高信號。射頻放大器可提高信號，同時充分減少噪音或失真，它甚至可以和極低電平的信號一起使用，比如天線信號。射頻放大器在不同領域有各種應用，包括通信測試和醫療診斷以及語音和數據通信。射頻信號放大器是無線通訊系統中收發機的重要組成部分，它主要對系統的級間射頻信號進行放大。隨著無線信號的頻率越來越高，所發射信號功率非常小，用在檢測、接受、發射等方面都是難以達到相應的效果。增益溫漂指的是射頻放大器的增益隨溫度變化而波動的值。增益的溫漂將引起測量精度的惡化嚴重影響通訊系統的穩定性。若射頻放大器在不同溫度下增益的變化值過大，增益溫漂誤差將嚴重影響無線收發系統的正常工作。為了使得芯片級射頻放大器的增益不隨溫度的變化而發生改變，在傳統的放大管設計中，往往采用帶低增益溫漂的芯片外基準電阻的恒定跨導基準電流源作為偏置電路。這種方案雖然可以實現較低的增益溫漂性能，但是片外器件的存在增大了系統在使用芯片時的體積、重量和價格成本，不利于小型化和低成本的系統集成。因此，在不采用片外參考電阻器件的條件下，如何設計出全片上集成的低增益溫漂放大器，是射頻集成電路設計領域的一大挑戰。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的不足之處，提供一種增益溫漂小、能夠保證雙極型晶體放大管跨導保持相對恒定的射頻放大器，在不使用片外高精度參考電阻的前提下，實現芯片級全集成低增益溫漂射頻信號放大器。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：一種芯片級全集成低增益溫漂射頻放大器，包括：并聯在公共端Gnd與電源端Vdd之間的負溫度系數跨導參考源電路、正溫度系數跨導參考源電路和射頻放大器電路，其特征在于：在系統上電時，負溫度系數跨導參考源主電路從處于零電流的非正常工作狀態糾正到正常的工作狀態，并產生與電阻相關的負溫度系數跨導參考電流，PMOS晶體管PM7通過負溫度系數跨導參考源主電路上的PMOS?晶體管PM2組成電流鏡的方式，將負溫度系數跨導參考電流復制到正溫度系數跨導參考源電路中，負溫度系數跨導參考源與正溫度系數跨導參考源調節各自的溫度系數，并疊加到射頻放大器電路的參考電流中，從而實現相對恒定的增益溫漂射頻放大器。

本發明相比于現有技術具有如下優點：