[发明专利]用于放大器的有源偏压控制电路及其上电定序方法

说明书

相关申请

本申请根据美国法典第35篇第119,120,363,365条以及联邦法规第37篇第1.55和1.78条的规定而由此要求2009年10月5日提交的申请号为61/278,250的美国临时专利申请的权益和优先权，通过引用将该申请并入本文。本申请还涉及2010年10月1日提交的发明名称为“用于放大器的有源偏压控制和上电定序电路(Switched Active Bias Control and Power-On Sequencing Circuit for an Amplifier)”的申请，也通过引用将该申请并入本文。

技术领域

本发明涉及一种用于放大器的有源偏压控制电路。

背景技术

放大器是接收或发送信号的任意系统的主要构建模块之一。它们可以被用于放大接收的信号以增加信号强度并改善信噪比(SNR)，而且可以在发射机链中使用以将信号放大至用于驱动天线的可接受水平。它们也可以被用于系统模块之间以根据需要放大信号。

典型的放大器包括一个或多个晶体管。根据应用的具体需求，这些晶体管可以是任意种类(双极晶体管，功率场效应晶体管MOSFET，金属半导体场效应晶体管MESFET，结型场效应晶体管JFET等)，并且可以是任意模式(耗尽型或增强型)。无论放大器的类型和模式如何，放大器内使用的晶体管都应该为了实现有源操作而在其栅极或其基极加有偏压。偏压点会影响放大器的很多参数，例如效率、噪声系数、线性度、稳定性和增益。但是，每一个晶体管都彼此不同。它们的阈值(夹断值)由于工艺变化以及老化和温度而在不同的部件之间有所变化。为了补偿这些改变，应该监测通过放大器的静态偏压并优选持续地调节其栅极或基极电压以实现稳定的操作。

一种有源偏压控制是通常测量通过晶体管的静态偏压并调节放大器的栅极或基极以实现稳定偏压点的反馈系统。多年来已经设计和公开了多种系统级和片载的有源偏压控制回路。

授予Ohta的美国专利5361007公开了一种用于通过使用与放大器串联(连接至漏极或集电极)的测量电阻来测量经过放大器的电流并利用反馈保持该测量电阻两端的电压恒定来生成稳定的放大器栅极电压的装置。授予Soliday的美国专利5311143公开了另一种测量装置，其将测量电阻连接至放大器的发射极而不是集电极。授予Lin的美国专利6657499公开了一种使用与放大器串联的测量电阻的偏压生成电路。

上述的这些现有系统使用与RF放大器串联的测量电阻，由于放大器的总静态电流也会经过测量电阻，因此希望可以避免使用这种手段。这就需要非常精确地微调测量电阻。如果放大器的静态电流较大(在用于驱动器放大器的情况下>1A)，那么测量电阻就应该足够大以操控电流并且足够精确以避免造成各部件之间的变化。

对放大器的另一种重要考量是将准确的上电/掉电定序加至放大器。如果在准确接通偏压发生器之前就加有漏极电压，那么就会有过量的电流通过放大器，从而可能会损坏放大器。

发明内容

因此本发明的目标是提供一种用于放大器的有源偏压控制电路，其并不依赖于使用与放大器串联的测量电阻。

本发明进一步的目标是提供一种给用于放大器的有源偏压控制电路上电定序的改进方法。

但是在其他的实施例中，本发明不必实现所有这些目标，并且与之相关的权利要求不应被限制为能够实现这些目标的结构或方法。

本发明部分源于以下认知：对于有源偏压控制电路来说，更加有利的是通过根据放大器输入电流按比例缩小的副本测量的电流来确定输入电流，而不是使用与外部放大器的电源输入端串联的低值测量电阻来测量提供给外部放大器用于调节放大器控制电压的输入电流。

本发明的特征在于一种用于放大器的有源偏压控制电路，包括用于给放大器提供调制电压和输入电流的低压降调制器，响应低压降调制器以用于测量放大器输入电流按比例缩小副本的电流测量电路，以及用于响应测量的输入电流按比例缩小副本调节放大器控制电压从而调制放大器输入电流的放大器控制电路。