[发明专利]具有低损耗和温度补偿的自适应偏置电路及无线发射系统

说明书

本发明公开了一种具有低损耗和温度补偿的自适应偏置电路，包括具有电流镜结构的第一NPN型三极管Q2和第二NPN型三极管、晶体管、偏置电容和第一电阻。通过具体的电路连接结构，使得偏置电容的电位能够在输入功率增大且不超过临界值时，保持不变，从而使得功率管的集电极的电流随输入功率的增大而增大，当输入功率进一步增大且超过临界值时，偏置电容的电位下降，从而使得功率管的集电极的电流随输入功率的增大而降低，最终趋于稳定。另外，通过第一电阻能够补偿功率管的温度，提高热温度性。本发明还公开一种包含上述电路的无线发射系统，有益效果如上所述。

技术领域

本发明涉及功率放大器技术领域，特别是涉及一种具有低损耗和温度补偿的自适应偏置电路及无线发射系统。

背景技术

功率放大器在无线通信系统中扮演重要的角色，不仅因为它决定着系统的性能表现，更是因为它是耗能最大的元件，产生大量的噪声和热。设计高效率的功率放大器旨在提高电池容量受限的无线终端设备的续航能力。高效率的功率放大器要求功率管的开启电压低，击穿电压高且工作在接近饱和状态。传统功率放大器的偏置点和负载线是按照1dB压缩点(P1dB)最优来设计的，使得功率放大器在最大输出功率时效率最优。但实际工作中，功率放大器最常处在的工作状态并不是最大功率点附近，为了在效率和线性度中折中，一个重要的方法就是让偏置点随输入功率的大小而变化。

为了实现效率和线性度的均衡配置，现有技术中，通过如下两种偏置电路实现。

图1为现有技术中提供的一种偏置电路。如图1所示，图1采用的偏置电路由偏置电容C_B、三极管Q20、Q30、和Q40构成。当输入信号RFIN变大，由于偏置电容C_B的作用，偏置电路的阻抗变低，输入信号RFIN耦合到偏置电路中的平均电流增大，即I_B,Q1增大，Q20的发射极电压V_BE,Q20下降，使得Q1的V_BE,Q1的电压提高，从而在输入信号增大时补偿Q1的V_BE,Q1。很显然，上述方法中，偏置电路能够提高功率放大器的线性度，然而，在Q20导通时，Q20的集电极的电流I_C,Q20直接提供给Q1的基极，为保持V_P稳定在直流电位，在输入信号增大时，Q20的集电极的电流I_C,Q20也会急剧增大，会造成功率管Q1有非常大的电流消耗，导致功率放大器的效率降低。另外，图1所示的偏置电路，功率管Q1具有温度越高就越小的负温度系数，在电路抽取大量的负载电流时，其集电极损耗引起的发热，使得功率管Q1的温度上升，造成功率管Q1过热的问题。

由此可见，如何达到功率放大器在效率和线性度两个方面的平衡以及抑制功率管温度的上升是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有低损耗和温度补偿的自适应偏置电路及无线发射系统，用于达到功率放大器在效率和线性度两个方面的平衡以及抑制功率管温度的上升。

为解决上述技术问题，本发明提供一种具有低损耗和温度补偿的自适应偏置电路，包括具有电流镜结构的第一NPN型三极管和第二NPN型三极管、晶体管、偏置电容和第一电阻；

所述第一NPN型三极管的集电极与基极连接，发射极和所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端与功率放大器的功率管的控制端连接；

所述第二NPN型三极管的集电极与基极连接，发射极和所述晶体管的第一端连接，所述晶体管的第二端接地；

所述偏置电容的第一端分别与所述第一NPN型三极管的基极、所述第二NPN型三极管的基极以及供电电源连接，第二端接地。

优选地，还包括第二电容，所述第二电容与所述第一电阻并联。