專利名稱：一種功放柵壓溫度補(bǔ)償電路以及射頻功率放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電路領(lǐng)域，尤其涉及一種功放柵壓溫度補(bǔ)償電路以及射頻功率放 大器。
背景技術(shù)：
LDMOS(橫向擴(kuò)散的金屬氧化物半導(dǎo)體)線性功率放大器的線性度受功放管的靜 態(tài)工作點(diǎn)影響很大。在工作點(diǎn)附近具有正的溫度特性，即在一定的柵壓下，當(dāng)工作溫度升高 時(shí)，其靜態(tài)電流升高，當(dāng)工作溫度降低時(shí)，其靜態(tài)電流降低。而靜態(tài)電流的變化會(huì)影響系統(tǒng) 的增益、效率和線性等指標(biāo)，其中又以線性影響最大。所以，在實(shí)際工作中，穩(wěn)定功放管的靜 態(tài)電流是十分必要的。圖1為L(zhǎng)DMOS管恒定漏極靜態(tài)電流下，柵壓和溫度的關(guān)系圖，圖1中橫坐標(biāo)表示溫 度，縱坐標(biāo)表示柵壓，由圖1可知，要使靜態(tài)電流恒定，需要對(duì)柵壓進(jìn)行補(bǔ)償。目前業(yè)界使用 的溫度補(bǔ)償電路有模擬電路和數(shù)字電路兩種。其中，模擬溫度補(bǔ)償電路如圖2所示，通過(guò)調(diào)整模擬電位器VRl的阻值來(lái)調(diào)節(jié)電 路，使得該設(shè)計(jì)電路輸出的補(bǔ)償電壓VG滿足功放管的柵壓變化，以滿足功放工作在穩(wěn)定的 靜態(tài)電流下的需要。該電路的優(yōu)點(diǎn)是調(diào)整溫度補(bǔ)償系數(shù)非常簡(jiǎn)單，不需要做大量的高低溫 實(shí)驗(yàn)取數(shù)據(jù)。缺點(diǎn)是如果是多路功放，就需要多個(gè)可調(diào)電阻，成本增加，且模擬電路一致性 不好，在高低溫或振動(dòng)條件下有可能發(fā)生變化，導(dǎo)致指標(biāo)性能惡化。而數(shù)字電路采用單片機(jī)查表法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，取得幾組全溫度范圍下柵壓最佳值，取 平均后寫(xiě)入單片機(jī)。此法的優(yōu)點(diǎn)是性能穩(wěn)定，缺點(diǎn)是每款功放都需要抽取至少5個(gè)以上樣 機(jī)做高低溫測(cè)試，然后取平均值，顯得很繁瑣，增加了開(kāi)發(fā)時(shí)間。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種功放柵壓溫度補(bǔ)償電路，旨在解決現(xiàn)有的柵壓溫 度補(bǔ)償技術(shù)中穩(wěn)定性和簡(jiǎn)易性不能同時(shí)兼顧、應(yīng)用于多路功放時(shí)成本增加的問(wèn)題。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種功放柵壓溫度補(bǔ)償電路，包括補(bǔ)償單元以及與所 述補(bǔ)償單元連接的阻值調(diào)節(jié)單元，所述阻值調(diào)節(jié)單元的阻值調(diào)節(jié)器為數(shù)字電位器。進(jìn)一步地，所述阻值調(diào)節(jié)單元還包括電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電 阻R9以及電阻RlO ；所述電阻R4的第一端與所述補(bǔ)償單元連接，第二端與所述電阻R7的第二端連 接；所述電阻R5的第一端接地，第二端與所述電阻R6的第一端連接；所述電阻R6的第二端與所述電阻R7的第一端連接；所述電阻R8的第一端與所述電阻R9的第二端連接，第二端與所述數(shù)字電位器的 管腳RW連接；所述電阻R9的第一端與所述電阻R4的第一端連接；[0014]所述電阻RlO的第一端與VG輸出端連接，第二端與所述電阻R8的第一端連接；所述數(shù)字電位器的管腳RL與所述電阻R6的第一端連接，管腳RH與所述電阻R6
的第二端連接。進(jìn)一步地，所述補(bǔ)償單元包括三極管D、電阻R1、電阻R2、電阻R3 ；所述三極管D的射極接地，集電極與所述阻值調(diào)節(jié)單元連接；所述電阻Rl的第一端與所述三極管的基極連接，第二端與所述三極管的射極連 接；所述電阻R2的第一端與所述三極管的基極連接，第二端與所述三極管的射極連 接；所述電阻R3的第一端與所述三極管的基極連接，第二端與所述三極管的集電極 連接。本實(shí)用新型的另一目的是提供一種包含功放柵壓溫度補(bǔ)償電路的射頻功率放大 器，所述功放柵壓溫度補(bǔ)償電路包括補(bǔ)償單元以及與所述補(bǔ)償單元連接的阻值調(diào)節(jié)單元， 所述阻值調(diào)節(jié)單元的阻值調(diào)節(jié)器為數(shù)字電位器。進(jìn)一步地，所述阻值調(diào)節(jié)單元還包括電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電 阻R9以及電阻RlO ；所述電阻R4的第一端與所述補(bǔ)償單元連接，第二端與所述電阻R7的第二端連 接；所述電阻R5的第一端接地，第二端與所述電阻R6的第一端連接；所述電阻R6的第二端與所述電阻R7的第一端連接；所述電阻R8的第一端與所述電阻R9的第二端連接，第二端與所述數(shù)字電位器的 管腳RW連接；所述電阻R9的第一端與所述電阻R4的第一端連接；所述電阻RlO的第一端與VG輸出端連接，第二端與所述電阻R8的第一端連接；所述數(shù)字電位器的管腳RL與所述電阻R6的第一端連接，管腳RH與所述電阻R6
的第二端連接。進(jìn)一步地，所述補(bǔ)償單元包括三極管D、電阻R1、電阻R2、電阻R3 ；所述三極管D的射極接地，集電極與所述阻值調(diào)節(jié)單元連接；所述電阻Rl的第一端與所述三極管的基極連接，第二端與所述三極管的射極連 接；所述電阻R2的第一端與所述三極管的基極連接，第二端與所述三極管的射極連 接；所述電阻R3的第一端與所述三極管的基極連接，第二端與所述三極管的集電極 連接。本實(shí)用新型利用數(shù)字電位器對(duì)電阻進(jìn)行調(diào)解，而改變溫補(bǔ)系數(shù)的功能依然用模擬 電路實(shí)現(xiàn)，綜合了現(xiàn)有模擬溫補(bǔ)電路和數(shù)字補(bǔ)償電路的優(yōu)點(diǎn)，并回避了這兩種電路的缺點(diǎn)， 尤其是在應(yīng)用于多路功放的情況下，在降低生產(chǎn)成本、減少開(kāi)發(fā)時(shí)間以及增強(qiáng)穩(wěn)定性等方 面都有積極效果。
圖1是LDMOS管恒定漏極靜態(tài)電流下，柵壓和溫度的關(guān)系圖；圖2是現(xiàn)有模擬溫度補(bǔ)償電路的電路結(jié)構(gòu)圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的數(shù)字電位器的結(jié)構(gòu)圖；圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的功放柵壓溫度補(bǔ)償電路的電路結(jié)構(gòu)圖；圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的仿真電路的電路結(jié)構(gòu)圖；圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的仿真電路的仿真結(jié)果圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施 例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋 本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。本實(shí)用新型實(shí)施例利用數(shù)字電位器對(duì)電阻進(jìn)行調(diào)解，而改變溫補(bǔ)系數(shù)的功能依然 用模擬電路實(shí)現(xiàn)，綜合了現(xiàn)有模擬溫補(bǔ)電路和數(shù)字補(bǔ)償電路的優(yōu)點(diǎn)，并回避了各自電路的 缺點(diǎn)，尤其是在應(yīng)用于多路功放的情況下，在降低生產(chǎn)成本、減少開(kāi)發(fā)時(shí)間以及增強(qiáng)穩(wěn)定性 等方面都有積極效果。本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種功放柵壓溫度補(bǔ)償電路，包括補(bǔ)償單元以及與所 述補(bǔ)償單元連接的阻值調(diào)節(jié)單元，所述阻值調(diào)節(jié)單元的阻值調(diào)節(jié)器為數(shù)字電位器。實(shí)施例一圖3示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的數(shù)字電位器的結(jié)構(gòu)，為了便于說(shuō)明只示出了 與本實(shí)用新型實(shí)施例相關(guān)的部分。數(shù)字電位器可以根據(jù)需求選擇2路、4路以及8路等不同路數(shù)，作為本實(shí)用新型實(shí) 施提供的數(shù)字電位器，該數(shù)字電位器以可接4路功放的數(shù)字電位器為例。其中，其可以通過(guò) 12C的地址來(lái)控制每個(gè)功放的柵壓，且RH為高端，RL為低端，RW為滑動(dòng)端。每路功放都有 自己的滑動(dòng)寄存器和非易失性寄存器。數(shù)字電位器上電時(shí)，所有的4個(gè)滑動(dòng)寄存器將設(shè)置 為80H(U8十進(jìn)制)，將RW大致定位在RL和RH的中點(diǎn)。當(dāng)數(shù)字電位器內(nèi)部的阻值恰好滿 足電路的補(bǔ)償電壓輸出、溫補(bǔ)電路可以很好的工作在要求狀態(tài)時(shí)，數(shù)字電位器把存于4個(gè) 非易失性存儲(chǔ)器的值讀出，存入相應(yīng)的滑動(dòng)寄存器，從而實(shí)現(xiàn)電位器的調(diào)節(jié)功能。本實(shí)用新 型提供的實(shí)施例可以型號(hào)為X95840的單片機(jī)作為示例加以實(shí)現(xiàn)。本實(shí)用新型中因?yàn)長(zhǎng)DMOS功放管的工作點(diǎn)對(duì)柵極電壓比較敏感，所以其偏置電壓 須在功放單板中經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓塊(這里選4. 6V)穩(wěn)壓，經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓后，通過(guò)調(diào)節(jié)數(shù)字電位器的滑動(dòng) 寄存器來(lái)調(diào)節(jié)電路的阻值，使得功放的靜態(tài)工作點(diǎn)達(dá)到要求的數(shù)值，然后讀取內(nèi)部非易失 性存儲(chǔ)器，存入相應(yīng)的滑動(dòng)寄存器。這樣，數(shù)字電位器完全代替了模擬電位器的功能，通過(guò) 改變滑動(dòng)寄存器，可以得到工作范圍內(nèi)任意的溫補(bǔ)系數(shù)。本實(shí)用新型實(shí)施例通過(guò)數(shù)字定位器對(duì)電路的電阻進(jìn)行調(diào)節(jié)，在連接多路功放的情 況下，通過(guò)各路獨(dú)有的滑動(dòng)寄存器和非易失性寄存器，使功放柵壓溫度補(bǔ)償電路的穩(wěn)定性 增強(qiáng)，并降低其制造成本。實(shí)施例二 圖4示出了本實(shí)用新型提供的功放柵壓溫度補(bǔ)償電路的電路結(jié)構(gòu)，為了便于說(shuō)明只示出了與本實(shí)用新型實(shí)施例相關(guān)的部分。該電路包括阻值調(diào)節(jié)單元21以及補(bǔ)償單元11。其中，調(diào)節(jié)單元21包括電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9、電阻 RlO以及數(shù)字電位器。電阻R4的第一端與補(bǔ)償單元連接，第二端與電阻R7的第二端連接。電阻R5的第一端接地，第二端與電阻R6的第一端連接。電阻R6的第二端與電阻R7的第一端連接。電阻R8的第一端與電阻R9的第二端連接，第二端與數(shù)字電位器的管腳RW連接。電阻R9的第一端與電阻R4的第一端連接。電阻RlO的第一端與補(bǔ)償電壓VG輸出端連接，第二端與電阻R8的第一端連接。數(shù)字電位器的管腳RL與電阻R6的第一端連接，管腳RH與電阻R6的第二端連接。補(bǔ)償單元11包括三極管D、電阻R1、電阻R2、電阻R3。三極管D的射極接地，集電極與阻值調(diào)節(jié)單元連接。電阻Rl的第一端與三極管的基極連接，第二端與三極管的射極連接。電阻R2的第一端與三極管的基極連接，第二端與三極管的射極連接。電阻R3的第一端與三極管的基極連接，第二端與三極管的集電極連接。作為本實(shí)用新型實(shí)施例的一個(gè)示例，三極管D可以用型號(hào)為MMBT3904的三極管實(shí) 現(xiàn)。在實(shí)際工作中，改變通過(guò)調(diào)節(jié)數(shù)字電位器的滑動(dòng)寄存器，使得功放的靜態(tài)工作點(diǎn) 達(dá)到要求的數(shù)值，然后讀取內(nèi)部非易失性存儲(chǔ)器的值，存入相應(yīng)的滑動(dòng)寄存器，使得數(shù)字電 位器內(nèi)部的阻值恰好滿足電路的補(bǔ)償電壓輸出，而補(bǔ)償電路11利用其三極管的Vbe倍增電 路來(lái)實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償，從而達(dá)到使功放在穩(wěn)定的靜態(tài)電流下工作。作為本實(shí)用新型實(shí)施例的示例，取Rl為2K ohm, R2為2K ohm、R3為680ohm、R4 為 IK ohm、R5 為 200ohm、R6 為 IK ohm、R7 為 lOohm、R8 為 lOOohrn、R9 為 200ohm、RlO 為 750ohm、R103為10K ohm。偏執(zhí)電壓為4. 6伏。圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的仿真電路 的電路結(jié)構(gòu)圖，用于確定輸出柵壓和溫度的關(guān)系，圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的仿真電 路的仿真結(jié)果圖，圖6中橫坐標(biāo)代表溫度，縱坐標(biāo)代表柵壓，通過(guò)該結(jié)果圖可以看出，該實(shí) 用新型中的溫補(bǔ)電路的電壓輸出隨著溫度的升高，呈下降趨勢(shì)，與圖1中LDMOS管在恒定漏 極靜態(tài)電流下，柵壓和溫度關(guān)系的變化趨勢(shì)一致，即該實(shí)用新型的溫補(bǔ)電路可以對(duì)維持靜 態(tài)電流穩(wěn)定的柵壓達(dá)到補(bǔ)償?shù)男Ч?。通過(guò)該補(bǔ)償技術(shù)可使靜態(tài)工作電流的變化在0 50°C 范圍內(nèi)小于10%。本實(shí)用新型實(shí)施例利用數(shù)字電位器對(duì)電阻進(jìn)行調(diào)解，而改變溫補(bǔ)系數(shù)的功能依然 用模擬電路實(shí)現(xiàn)，綜合了現(xiàn)有模擬溫補(bǔ)電路和數(shù)字補(bǔ)償電路的優(yōu)點(diǎn)，并回避了這兩種電路 的缺點(diǎn)，尤其是在多路功放的情況下，在降低生產(chǎn)成本、減少開(kāi)發(fā)時(shí)間以及增強(qiáng)穩(wěn)定性等方 面都有積極效果。實(shí)施例三本實(shí)用新型實(shí)施例中提供的功放柵壓溫度補(bǔ)償電路可以廣泛應(yīng)用于射頻功率放 大器等領(lǐng)域。本實(shí)用新型實(shí)施例利用數(shù)字電位器對(duì)電阻進(jìn)行調(diào)解，而改變溫補(bǔ)系數(shù)的功能依然用模擬電路實(shí)現(xiàn)，綜合了現(xiàn)有模擬溫補(bǔ)電路和數(shù)字補(bǔ)償電路的優(yōu)點(diǎn)，并回避了各自電路的 缺點(diǎn)，尤其是在應(yīng)用于多路功放的情況下，在降低生產(chǎn)成本、減少開(kāi)發(fā)時(shí)間以及增強(qiáng)穩(wěn)定性 等方面都有積極效果。 以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本 實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型 的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種功放柵壓溫度補(bǔ)償電路，包括補(bǔ)償單元以及與所述補(bǔ)償單元連接的阻值調(diào)節(jié)單 元，其特征在于，所述阻值調(diào)節(jié)單元的阻值調(diào)節(jié)器為數(shù)字電位器。
2.如權(quán)利要求1所述的功放柵壓溫度補(bǔ)償電路，其特征在于，所述阻值調(diào)節(jié)單元還包 括電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9以及電阻RlO ；所述電阻R4的第一端與所述補(bǔ)償單元連接，第二端與所述電阻R7的第二端連接； 所述電阻R5的第一端接地，第二端與所述電阻R6的第一端連接； 所述電阻R6的第二端與所述電阻R7的第一端連接；所述電阻R8的第一端與所述電阻R9的第二端連接，第二端與所述數(shù)字電位器的管腳 RW連接；所述電阻R9的第一端與所述電阻R4的第一端連接；所述電阻RlO的第一端與補(bǔ)償電壓VG輸出端連接，第二端與所述電阻R8的第一端連接；所述數(shù)字電位器的管腳RL與所述電阻R6的第一端連接，管腳RH與所述電阻R6的第二端連接。
3.如權(quán)利要求1所述的功放柵壓溫度補(bǔ)償電路，其特征在于，所述補(bǔ)償單元包括三極 管D、電阻R1、電阻R2、電阻R3 ；所述三極管D的射極接地，集電極與所述阻值調(diào)節(jié)單元連接； 所述電阻Rl的第一端與所述三極管的基極連接，第二端與所述三極管的射極連接； 所述電阻R2的第一端與所述三極管的基極連接，第二端與所述三極管的射極連接； 所述電阻R3的第一端與所述三極管的基極連接，第二端與所述三極管的集電極連接。
4.一種包含功放柵壓溫度補(bǔ)償電路的射頻功率放大器，所述功放柵壓溫度補(bǔ)償電路包 括補(bǔ)償單元以及與所述補(bǔ)償單元連接的阻值調(diào)節(jié)單元，其特征在于，所述阻值調(diào)節(jié)單元的 阻值調(diào)節(jié)器為數(shù)字電位器。
5.如權(quán)利要求4所述的射頻功率放大器，其特征在于，所述阻值調(diào)節(jié)單元還包括電阻 R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9以及電阻RlO ；所述電阻R4的第一端與所述補(bǔ)償單元連接，第二端與所述電阻R7的第二端連接； 所述電阻R5的第一端接地，第二端與所述電阻R6的第一端連接； 所述電阻R6的第二端與所述電阻R7的第一端連接；所述電阻R8的第一端與所述電阻R9的第二端連接，第二端與所述數(shù)字電位器的管腳 RW連接；所述電阻R9的第一端與所述電阻R4的第一端連接；所述電阻RlO的第一端與補(bǔ)償電壓VG輸出端連接，第二端與所述電阻R8的第一端連接；所述數(shù)字電位器的管腳RL與所述電阻R6的第一端連接，管腳RH與所述電阻R6的第二端連接。
6.如權(quán)利要求4所述的射頻功率放大器，其特征在于，所述補(bǔ)償單元包括三極管D、電 阻R1、電阻R2、電阻R3 ；所述三極管D的射極接地，集電極與所述阻值調(diào)節(jié)單元連接； 所述電阻Rl的第一端與所述三極管的基極連接，第二端與所述三極管的射極連接；所述電阻R2的第一端與所述三極管的基極連接，第二端與所述三極管的射極連接； 所述電阻R3的第一端與所述三極管的基極連接，第二端與所述三極管的集電極連接。
專利摘要本實(shí)用新型適用于電路領(lǐng)域，提供了一種功放柵壓溫度補(bǔ)償電路以及射頻功率放大器，所述功放柵壓溫度補(bǔ)償電路包括補(bǔ)償單元以及與所述補(bǔ)償單元連接的阻值調(diào)節(jié)單元，所述阻值調(diào)節(jié)單元的阻值調(diào)節(jié)器為數(shù)字電位器。本實(shí)用新型利用數(shù)字電位器對(duì)電阻進(jìn)行調(diào)解，而改變溫補(bǔ)系數(shù)的功能依然用模擬電路實(shí)現(xiàn)，綜合了現(xiàn)有模擬溫補(bǔ)電路和數(shù)字補(bǔ)償電路的優(yōu)點(diǎn)，并回避了這兩種電路的缺點(diǎn)，尤其是在應(yīng)用于多路功放的情況下，在降低生產(chǎn)成本、減少開(kāi)發(fā)時(shí)間以及增強(qiáng)穩(wěn)定性等方面都有積極效果。
文檔編號(hào)H03F3/189GK201878097SQ20102061266
公開(kāi)日2011年6月22日 申請(qǐng)日期2010年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月17日
發(fā)明者龐傳琪, 王玉明, 粟增旺 申請(qǐng)人:深圳市國(guó)人射頻通信有限公司