專(zhuān)利名稱(chēng)：一種電路單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及放大器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種補(bǔ)償射頻場(chǎng)效應(yīng)管非線(xiàn)性電容的電路單元。
背景技術(shù)：
場(chǎng)效應(yīng)管的漏極-源極等效電容隨漏極-源極之間的電壓變化而變化，電壓越高，該電容越小，其變化規(guī)律具有非線(xiàn)性特性，如圖1所示。若場(chǎng)效應(yīng)管用于諧振型放大電路，那么漏極-源極等效電容與諧振回路并聯(lián)，是諧振回路電容的一部分。隨著被放大波形的電壓瞬時(shí)值變化，諧振電容也發(fā)生變化。由于諧振電容的變化具有非線(xiàn)性，當(dāng)諧振回路與放大器負(fù)載在一定的情況下，場(chǎng)效應(yīng)管諧振型放大電路自激振蕩，產(chǎn)生不同于被放大信號(hào)的頻率成分，該頻率成分與被放大信號(hào)疊加，弓丨起波形的調(diào)制現(xiàn)象，如圖2所示。該現(xiàn)象使得放大器的輸出波形惡化，工作穩(wěn)定性和負(fù)載適應(yīng)能力降低。漏極-源極電壓較低時(shí)，等效電容變化比較劇烈，因此場(chǎng)效應(yīng)管低壓工作時(shí)容易產(chǎn)生波形調(diào)制現(xiàn)象。為減輕這種現(xiàn)象，通常的做法是避免場(chǎng)效應(yīng)管工作在低壓狀態(tài)，這樣做會(huì)使整個(gè)放大電路的工作范圍收到局限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種電路單元，能夠補(bǔ)償場(chǎng)效應(yīng)管的非線(xiàn)性電容，使場(chǎng)效應(yīng)管漏極-源極電容受漏極-源極電壓影響減輕，從而抑制射頻場(chǎng)效應(yīng)管諧振放大電路的波形調(diào)制現(xiàn)象，提高工作穩(wěn)定性和負(fù)載`適應(yīng)能力。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:—種電路單元，包含電壓源、開(kāi)關(guān)二極管、去耦電容和變?nèi)荻O管，所述電壓源與所述開(kāi)關(guān)二極管串聯(lián)，串聯(lián)后的電路與所述去耦電容并聯(lián)，并聯(lián)后的電路與所述變?nèi)荻O管串聯(lián)，串聯(lián)后的電路與待補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)效應(yīng)管并聯(lián)；所述開(kāi)關(guān)二極管與所述變?nèi)荻O管的負(fù)極均連接所述去耦電容。上述方案中，所述變?nèi)荻O管可以用與待補(bǔ)償場(chǎng)效應(yīng)管相同的場(chǎng)效應(yīng)管代替。上述方案中，所述電壓源的電壓根據(jù)待補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)效應(yīng)管的漏極-源極電容曲線(xiàn)的轉(zhuǎn)折電壓確定；所述去耦電容的容量根據(jù)待補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)效應(yīng)管的漏極-源極電容變化范圍確定；所述變?nèi)荻O管的電容-電壓特性根據(jù)待補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)效應(yīng)管的漏極-源極電容-電壓特性確定。上述方案中，當(dāng)待補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)效應(yīng)管的漏極-源極電壓低于所述電壓源的電壓時(shí)，所述開(kāi)關(guān)二極管導(dǎo)通，所述變?nèi)荻O管上的電壓與待補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)效應(yīng)管漏極-源極之間的電壓之和為所述電壓源的電壓，所述變?nèi)荻O管的結(jié)電容與待補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)效應(yīng)管的漏極-源極電容隨電壓的變化規(guī)律相反，所述變?nèi)荻O管與待補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)效應(yīng)管并聯(lián)疊加后具有補(bǔ)償作用，使得所述電路單元的電容隨待補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)效應(yīng)管的漏極-源極電壓的變化平緩；
當(dāng)待補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)效應(yīng)管的漏極-源極電壓高于所述電壓源的電壓時(shí)，所述開(kāi)關(guān)二極管截止，所述變?nèi)荻O管導(dǎo)通，此時(shí)所述電路單元的電容為固定值，而待補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)效應(yīng)管漏極-源極電容隨電壓變化處于平緩段，補(bǔ)償后的所述電路單元的電容的變化同樣平緩。與現(xiàn)有技術(shù)方案相比，本發(fā)明采用的技術(shù)方案產(chǎn)生的有益效果如下:本發(fā)明提供的補(bǔ)償電路單元與場(chǎng)效應(yīng)管并聯(lián)后，使得并聯(lián)后的整體等效電容隨場(chǎng)效應(yīng)管漏極-源極電壓的變化規(guī)律更為平緩，從而有效的抑制射頻場(chǎng)效應(yīng)管諧振型放大電路的調(diào)制現(xiàn)象。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中場(chǎng)效應(yīng)管的漏極-源極間電容隨漏極-源極間電壓變化的曲線(xiàn)圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中在場(chǎng)效應(yīng)管諧振型放大電路放大前和放大后的波形圖；圖3為本發(fā)明提供的電路單元的電路原理圖；圖4為使用本發(fā)明補(bǔ)償非線(xiàn)性電容后漏極-源極間電容隨漏極-源極間電壓變化的曲線(xiàn)圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的電路單元應(yīng)用于E類(lèi)功率放大器的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖3所示，本發(fā)明提供一種電路單元，包含電壓源、開(kāi)關(guān)二極管、去耦電容和變?nèi)荻O管，電壓源與開(kāi)關(guān)二極管串聯(lián)，串聯(lián)后的電路與去耦電容并聯(lián)，并聯(lián)后的電路與變?nèi)荻O管串聯(lián)，串聯(lián)后的電路與待補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)效應(yīng)管并聯(lián)；開(kāi)關(guān)二極管與變?nèi)荻O管的負(fù)極均連接去耦電容。變?nèi)荻O管可以用與待補(bǔ)償場(chǎng)效應(yīng)管相同的場(chǎng)效應(yīng)管代替。進(jìn)一步地，電壓源的電壓根據(jù)待補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)效應(yīng)管的漏極-源極電容曲線(xiàn)的轉(zhuǎn)折電壓確定，與場(chǎng)效應(yīng)管的漏極-源極電容曲線(xiàn)的轉(zhuǎn)折電壓相同或相近；開(kāi)關(guān)二極管的結(jié)電容較??；去耦電容的容量根據(jù)待補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)效應(yīng)管的漏極-源極電容變化范圍確定，與場(chǎng)效應(yīng)管的漏極-源極電容變化范圍相等或相似；變?nèi)荻O管的電容-電壓特性根據(jù)待補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)效應(yīng)管的漏極-源極電容-電壓特性確定，與場(chǎng)效應(yīng)管的漏極-源極電容-電壓特性相同或相近。以電壓源的電壓(等于轉(zhuǎn)折電壓)為界，補(bǔ)償電路單元的工作方式分為兩種:當(dāng)待補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)效應(yīng)管的漏極-源極電壓低于所述電壓源的電壓時(shí)，所述開(kāi)關(guān)二極管導(dǎo)通，所述變?nèi)荻O管上的電壓與待補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)效應(yīng)管漏極-源極之間的電壓之和為所述電壓源的電壓，所述變?nèi)荻O管的結(jié)電容與待補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)效應(yīng)管的漏極-源極電容隨電壓的變化規(guī)律相反，所述變?nèi)荻O管與待補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)效應(yīng)管并聯(lián)疊加后具有補(bǔ)償作用，使得所述電路單元的電容隨待補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)效應(yīng)管的漏極-源極電壓的變化平緩；當(dāng)待補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)效應(yīng)管的漏極-源極電壓高于所述電壓源的電壓時(shí)，所述開(kāi)關(guān)二極管截止，所述變?nèi)荻O管導(dǎo)通，此時(shí)所述電路單元的電容為固定值，而待補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)效應(yīng)管漏極-源極電容隨電壓變化處于平緩段，補(bǔ)償后的所述電路單元的電容的變化同樣平緩。從圖4可以看出，在經(jīng)過(guò)本發(fā)明提供的電路單元補(bǔ)償后，場(chǎng)效應(yīng)管漏極-源極間電容隨漏極-源極間電壓變化的曲線(xiàn)更為平緩。實(shí)施例1:如圖5所示，以本實(shí)施例應(yīng)用于13.56MHz射頻電源中的E類(lèi)功率放大電路為例。場(chǎng)效應(yīng)管Q2、電感L1、電容C3、電感L2和電容C4構(gòu)成典型的E類(lèi)功率放大電路。本實(shí)施例提供的補(bǔ)償射頻場(chǎng)效應(yīng)管非線(xiàn)性電容的電路單元中，電壓源由電源Vb、電容Cl構(gòu)成，開(kāi)關(guān)二極管為二極管Dl,去稱(chēng)電容為電容C2,變?nèi)荻O管由二極管D2和場(chǎng)效應(yīng)管Ql構(gòu)成。本實(shí)例中待補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)效應(yīng)管Q2為DE150-101N09A，場(chǎng)效應(yīng)管Q2漏極-源極電容變化范圍約HOOpF至200pF，轉(zhuǎn)折電壓約7V。電源Vb選取轉(zhuǎn)折電壓7V，電容Cl為電源去耦電容，用以確保射頻下的低阻抗。二極管Dl選用工作電流大，結(jié)電容小的PIN開(kāi)關(guān)二極管，例如ASB7000。電容C2取值為Q2漏極-源極的變化范圍值，即1200pF。場(chǎng)效應(yīng)管Ql選用與場(chǎng)效應(yīng)管Q2相同的場(chǎng)效應(yīng)管，并將柵極與源極短路確保截止?fàn)顟B(tài)，場(chǎng)效應(yīng)管Ql具有與Q2相同的漏極-源極電容特性。二極管D2可選用與二極管Dl相同的類(lèi)型，其作用為開(kāi)關(guān)，在場(chǎng)效應(yīng)管Q2漏極電壓低于轉(zhuǎn)折電壓時(shí)截止，高于轉(zhuǎn)折電壓時(shí)導(dǎo)通。上述補(bǔ)償電路單元將場(chǎng)效應(yīng)管Q2變化的漏極-柵極電容補(bǔ)償至基本穩(wěn)定，從而抑制該E類(lèi)放大電路的波形調(diào)制作用。本發(fā)明的補(bǔ)償電路單元與場(chǎng)效應(yīng)管并聯(lián)后的有益作用在于，使得并聯(lián)后的整體等效電容隨場(chǎng)效應(yīng)管漏極-源極電壓的變化規(guī)律更為平緩，從而有效的抑制射頻場(chǎng)效應(yīng)管諧振型放大電路的調(diào)制現(xiàn)象。以上所述為本發(fā)明的最優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電路單元，其特征在于:包含電壓源、開(kāi)關(guān)二極管、去耦電容和變?nèi)荻O管，所述電壓源與所述開(kāi)關(guān)二極管串聯(lián)，串聯(lián)后的電路與所述去耦電容并聯(lián)，并聯(lián)后的電路與所述變?nèi)荻O管串聯(lián)，串聯(lián)后的電路與待補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)效應(yīng)管并聯(lián)；所述開(kāi)關(guān)二極管與所述變?nèi)荻O管的負(fù)極均連接所述去耦電容。
2.如權(quán)利要求1所述的電路單元，其特征在于:所述變?nèi)荻O管可以用與待補(bǔ)償場(chǎng)效應(yīng)管相同的場(chǎng)效應(yīng)管代替。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電路單元，其特征在于:所述電壓源的電壓根據(jù)待補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)效應(yīng)管的漏極-源極電容曲線(xiàn)的轉(zhuǎn)折電壓確定；所述去耦電容的容量根據(jù)待補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)效應(yīng)管的漏極-源極電容變化范圍確定；所述變?nèi)荻O管的電容-電壓特性根據(jù)待補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)效應(yīng)管的漏極-源極電容-電壓特性確定。
4.如權(quán)利要求4所述的電路單元，其特征在于:當(dāng)待補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)效應(yīng)管的漏極-源極電壓低于所述電壓源的電壓時(shí)，所述開(kāi)關(guān)二極管導(dǎo)通，所述變?nèi)荻O管上的電壓與待補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)效應(yīng)管漏極-源極之間的電壓之和為所述電壓源的電壓，所述變?nèi)荻O管的結(jié)電容與待補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)效應(yīng)管的漏極-源極電容隨電壓的變化規(guī)律相反，所述變?nèi)荻O管與待補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)效應(yīng)管并聯(lián)疊加后具有補(bǔ)償作用，使得所述電路單元的電容隨待補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)效應(yīng)管的漏極-源極電壓的變化平緩； 當(dāng)待補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)效應(yīng)管的漏極-源極電壓高于所述電壓源的電壓時(shí)，所述開(kāi)關(guān)二極管截止，所述變?nèi)荻O管導(dǎo)通，此時(shí)所述電路單元的電容為固定值，而待補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)效應(yīng)管漏極-源極電容隨電壓變化處于平緩段，補(bǔ)償后的所述電路單元的電容的變化同樣平緩。
全文摘要
本發(fā)明涉及放大器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種補(bǔ)償射頻場(chǎng)效應(yīng)管非線(xiàn)性電容的電路單元。所述電路單元，包含電壓源、開(kāi)關(guān)二極管、去耦電容和變?nèi)荻O管，所述電壓源與所述開(kāi)關(guān)二極管串聯(lián)，串聯(lián)后的電路與所述去耦電容并聯(lián)，并聯(lián)后的電路與所述變?nèi)荻O管串聯(lián)，串聯(lián)后的電路與待補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)效應(yīng)管并聯(lián)；所述開(kāi)關(guān)二極管與所述變?nèi)荻O管的負(fù)極均連接所述去耦電容。本發(fā)明提供的補(bǔ)償電路單元與場(chǎng)效應(yīng)管并聯(lián)后，使得并聯(lián)后的整體等效電容隨場(chǎng)效應(yīng)管漏極-源極電壓的變化規(guī)律更為平緩，從而有效的抑制射頻場(chǎng)效應(yīng)管諧振型放大電路的調(diào)制現(xiàn)象。
文檔編號(hào)H03F3/16GK103138688SQ20131002892
公開(kāi)日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月25日
發(fā)明者趙章琰, 李勇滔, 李英杰, 夏洋, 王文東 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院微電子研究所