申请/专利权人：尚睿微电子(上海)有限公司

申请日：2017-07-24

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN107332520B

主分类号：H03F1/02

分类号：H03F1/02;H03F1/32;H03F1/56;H03F3/19;H03F3/21

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.19#授权;2017.12.01#实质审查的生效;2017.11.07#公开

摘要：本发明公开了一种偏置电路，包括第一支路、第二支路、电流放大器及切换开关；其中，所述第一支路，用于将输入的第一电流分流，并将所述第一电流的第一分支电流输入电源地；所述第二支路，用于将输入的第一电流分流，并将所述第一电流的第二分支电流输入所述电流放大器；所述电流放大器，用于接收所述第一电流的第二分支电流，并将所述第一电流的第二分支电流放大后作为与所述偏置电路连接的功率放大器的偏置电流输出；所述切换开关，用于为所述第一支路中的电阻切换不同的阻值，和或，为所述第二支路中的电阻切换不同的阻值。本发明还公开了一种功率放大电路。

主权项：1.一种偏置电路，其特征在于，所述偏置电路包括：电流源、第一支路、第二支路、电流放大器及切换开关；其中，所述电流源，用于提供第一电流；所述第一支路，用于将输入的第一电流分流，并将所述第一电流的第一分支电流输入电源地；所述第二支路，用于将输入的第一电流分流，并将所述第一电流的第二分支电流输入所述电流放大器；所述电流放大器，用于接收所述第二分支电流，并将所述第二分支电流放大后作为与所述偏置电路连接的功率放大器的偏置电流输出；所述切换开关，用于为所述第一支路中的电阻切换不同的阻值，和或，为所述第二支路中的电阻切换不同的阻值；其中，所述第一支路包括沿所述第一分支电流方向正向串联的至少一个二极管。

全文数据：一种偏置电路及功率放大电路技术领域[0001]本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种偏置电路及功率放大电路。背景技术[0002]多频多模射频功率放大器在对第二代（The2ndGenerati〇n，2G、第三代（The3rdGeneration，2G或第四代The4thGeneration，4G移动通信技术中的射频信号进行放大时，功率放大器需要工作在不同的状态。其中，工作在2G模式的功率放大器需要较大的偏置电流，以使功率放大器工作在甲类功放模式，进而获得较好的输出功率和线性度;工作在3G和4G模式的功率放大器需要较小的偏置电流，以使功率放大器工作在甲乙类功放模式，进而获得较好的效率与线性度兼容。也就是说，兼容2G、3G和4G等不同模式的功率放大器在2G、3G和4G等不同模式下均具有较佳性能时的偏置电流不同。[0003]如图1所示，目前通常使用固定偏置电路为兼容2G、3G和4G等不同模式的功率放大器提供基极偏置电流。该固定偏置电路相对于功率放大器的基极的射频阻抗固定，从而提供给功率放大器的基极电流固定。因此，兼容2G、3G和4G等不同模式的功率放大器只能在一种模式下实现最优性能。发明内容[0004]有鉴于此，本发明实施例提供一种偏置电路及功率放大电路，以为兼容2G、3G和4G等不同模式的功率放大器提供大小不同的偏置电流，改善功率放大电路的性能。[0005]为达到上述目的，本发明实施例的技术方案是这样实现的：[0006]本发明实施例提供了一种偏置电路，该偏置电路包括：[0007]一种偏置电路，所述偏置电路包括:第一支路、第二支路、电流放大器及切换开关；其中，[0008]所述第一支路，用于将输入的第一电流分流，并将所述第一电流的第一分支电流输入电源地；[0009]所述第二支路，用于将输入的第一电流分流，并将所述第一电流的第二分支电流输入所述电流放大器；[0010]所述电流放大器，用于接收所述第二分支电流，并将所述第二分支电流放大后作为与所述偏置电路连接的功率放大器的偏置电流输出；[0011]所述切换开关，用于为所述第一支路中的电阻切换不同的阻值，和或，为所述第二支路中的电阻切换不同的阻值。[0012]上述方案中，所述电流放大器包括晶体管，所述晶体管的集电极与直流电源的电源正极连接，所述晶体管用于将接收到的所述第二分支电流放大后作为与所述偏置电路连接的功率放大器的偏置电流输出。[0013]上述方案中，所述第一支路包括第一电阻；[0014]所述切换开关与所述第一电阻并联，或者，所述第二支路包括第二电阻，所述切换开关与所述第二电阻并联。[0015]上述方案中，所述第一支路包括第一电阻，所述第二支路包括第二电阻；[0016]所述切换开关包括第一子开关和第二子开关，所述第一子开关与所述第一电阻并联，所述第二子开关与所述第二电阻并联。[0017]上述方案中，所述晶体管的发射极通过第三电阻与所述功率放大电路的功率放大器的基极连接。[0018]上述方案中，所述第一支路包括沿所述第一分支电流方向正向串联的至少一个二极管。[0019]上述方案中，所述切换开关为HBT、M0SFET或HEMT中的一种。[0020]上述方案中，所述第一支路与所述第二支路相连接的分流点通过第一电容与所述电源地连接。[0021]上述方案中，所述二极管连接于所述第一电阻和所述电源地之间，或者，所述第一电阻连接于所述二极管和所述电源地之间。[0022]本发明实施例还提供了一种功率放大电路，所述功率放大电路包括功率放大器、以及上述技术方案中的偏置电路;其中，[0023]所述偏置电路，与所述功率放大器连接，用于向所述功率放大器输入偏置电流；[0024]所述功率放大器，用于根据所述偏置电流将输入的射频彳目号进行相应放大处理后输出。[0025]本发明实施例所提供的偏置电路及功率放大电路，偏置电路包括电流放大器、切换开关及用于将输入的第一电流分流的第一支路和第二支路;其中，电流放大器接收第一电流的第二分支电流后将其放大后作为与偏置电路连接的功率放大器的偏置电流输出；切换开关为第一支路或第二支路中的电阻切换不同的阻值。采用该方案时，切换开关的开启和闭合可以改变第一支路或第二支路中电阻的阻值，从而改变了该偏置电路相对于功率放大器基极的射频阻抗，并改变了偏置电路提供给功率放大器的偏置电流的大小，改善了功率放大电路的性能。附图说明_[0026]图1为现有技术中功率放大电路的电路组成结构示意图；[0027]图2为本发明实施例一功率放大电路的电路组成结构示意图；[0028]图3为本发明实施例二功率放大电路的电路组成结构示意图；[0029]图4为本发明实施例三功率放大电路的电路组成结构示意图；[0030]图5为本发明实施例四功率放大电路的电路组成结构示意图。具体实施方式[0031]在本发明实施例中，偏置电路包括第一支路、第二支路、电流放大器及切换开关；其中，第一支路，用于将输入的第一电流分流，并将第一电流的第一分支电流输入电源地；第二支路，用于将输入的第一电流分流，并将第一电流的第二分支电流输入电流放大器;电流放大器，用于接收第一电流的第二分支电流，并将第一电流的第二分支电流放大后作为与偏置电路连接的功率放大器的偏置电流输出；切换开关，用于为第一支路中的电阻切换不同的阻值，和或，为弟二支路中的电阻切换不同的阻值。[0032]这样，切换开关处于不同的开启和闭合状态时，第一支路或第二支路的阻值不同，偏置电路相对于功率放大器基极的射频阻抗不同，偏置电路提供给功率放大器的偏置电流的大小也不同，从而有效灵活地实现对功率放大器偏置电流的控制，使得兼容2G、3G和4G等不同模式的功率放大器在2G、3G和4G等不同模式下均具有较佳性能。[0033]此外，采用本发明实施例提供的偏置电路可以使得射频信号在基极的阻抗不同，在3G和4G的宽带调制信号下，当偏置电路的调制信号的阻抗较小时，有利于减小电路的记忆效应，使不同模式状态下，射频性能都能达到最佳。[0034]为了能够更加详尽地了解本发明的特点与技术内容，下面结合附图对本发明的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本发明。[0035]实施例一[0036]图2为本发明实施例中偏置电路的电路组成结构示意图，如图2所示，本发明实施例提供的偏置电路中的第一支路和第二支路连接于分流点A。第一支路和第二支路将电流源提供的电流lb分流为第一分支电流Ibl和第二分支电流Ib2。第一支路与第二支路相连接的分流点A通过第一电容C1与电源地连接，C1的作用是为输入偏置提供射频参考地。[0037]第一支路包括沿第一分支电流Ibl方向正向串联的两个二极管D1和D2以及第一电阻R1，第一电阻R1连接于二极管D1和D2和电源地之间。第一分支电流Ibl通过第一支路输入电源地。其中，第一电阻R1两端并联有切换开关S1。切换开关S1可以用HBT、M0SFET或HEMT等功率器件实现。[0038]第二分支电流Ib2通过第二支路输入具有电流放大作用的晶体管T1的基极。晶体管T1的集电极与直流电源VBAT的电源正极连接，晶体管T1用于将晶体管T1基极接收到的第二分支电流Ib2放大，之后作为与偏置电路连接的功率放大器Ml的偏置电流由晶体管T1的发射极输出。[0039]如图2所示，晶体管的发射极通过第三电阻R3与功率放大电路的功率放大器的基极连接。[0040]本发明实施例提供的偏置电路中，电流源lb提供的电流在节点A处分为Ibl和Ib2两部分，Ib2通过晶体管T1将电流放大为Ib2*m后通过射频电阻RFballast输出给功率放大器Ml的基极，为功率放大器Ml提供的基极偏置电流IbaSe=Ib2*m。在晶体管T1和二极管D1和D2参数固定的情况下，节点A分流后的Ibl和Ib2的大小比例由电阻R1、R3和RFballast所决定。R1越小，R3或RFballast越大，Ibl就越大，Ib2就越小;R1越大，R3或RFballast越小，Ibl就越小，Ib2就越大。[0041]通过切换开关S1的切换可以改变R1的阻值，进而改变Ib2的大小，以实现对功率放大器Ml的偏置电流的控制。具体地，在R3和RFballast的参数都固定的情况下，当S1断开时，第一支路的电阻值为R1，此时Ib2为最大，可为2G模式下的功率放大器提供偏置电流；当S1闭合时，第一支路的电阻值为〇，此时Ib2为最小，可为3G和4G模式下的功率放大器提供偏置电流。[0042]此外，S1断开和闭合时，A点阻抗会有所不同，从而不同模式下，射频信号在基极的阻抗不同，在3G和4G的宽带调制信号下，偏置电路的调制信号阻抗较低，有利于减小电路的记忆效应。[0043]本发明实施例所提供的偏置电路，偏置电路包括电流放大器、切换开关及用于将输入的第一电流分流的第一支路和第二支路;其中，电流放大器接收第一电流的第二分支电流后将其放大后作为与偏置电路连接的功率放大器的偏置电流输出;切换开关为第一支路或第二支路中的电阻切换不同的阻值。采用该方案时，切换开关的开启和闭合可以改变第一支路或第二支路中电阻的阻值，从而改变了该偏置电路相对于功率放大器基极的射频阻抗，并改变了偏置电路提供给功率放大器的偏置电流的大小，改善了功率放大电路的性能。[0044]实施例二[0045]本发明实施例和实施例一相似，区别在于，如图3所示，本发明实施例中，二极管D1和D2连接于第一电阻R1和电源地之间。[0046]与实施例一相同，本发明实施例提供的偏置电路也可为兼容2G、3G和4G等不同模式的功率放大器提供大小不同的偏置电流，改善了功率放大电路的性能。[0047]实施例三[0048]图4为本发明实施例中偏置电路的电路组成结构示意图，如图4所示，本发明实施例提供的偏置电路中的第一支路和第二支路连接于分流点A。第一支路和第二支路将电流源提供的电流lb分流为第一分支电流Ibl和第二分支电流Ib2。第一支路与第二支路相连接的分流点A通过第一电容C1与电源地连接，C1的作用是为输入偏置提供射频参考地。[0049]第一支路包括沿第一分支电流Ibl方向正向串联的两个二极管D1和D2以及第一电阻R1，第一电阻R1连接于二极管D1和D2和电源地之间。第一分支电流Ibl通过第一支路输入电源地。[0050]第二支路包括第二电阻R2,第二电阻R2两端并联有切换开关S2。切换开关S2可以用HBT、M0SFET或HEMT等功率器件实现。[0051]第二分支电流Ib2通过第二支路输入具有电流放大作用的晶体管T1的基极。晶体管T1的集电极与直流电源VBAT的电源正极连接，晶体管T1用于将晶体管T1基极接收到的第二分支电流Ib2放大，之后作为与偏置电路连接的功率放大器Ml的偏置电流由晶体管T1的发射极输出。[0052]如图4所示，晶体管的发射极通过第三电阻R3与功率放大电路的功率放大器的基极连接。[0053]本发明实施例提供的偏置电路中，电流源lb提供的电流在节点A处分为Ibl和Ib2两部分，lb2通过晶体管T1将电流放大为Ib2*m后通过射频电阻RFballast输出给功率放大器Ml的基极，为功率放大器Ml提供的基极偏置电流Ibase=Ib2*m。在晶体管H和二极管D1和D2参数固定的情况下，节点A分流后的Ibl和Ib2的大小比例由电阻R1、R2、R3和RFballast所决定。R1越小，R2、R3或RFballast越大，Ibl就越大，Ib2就越小；R1越大，R2、R3或RFballast越小，Ibl就越小，Ib2就越大。[0054]通过切换开关S2的切换可以改变R2的阻值，进而改变Ib2的大小，以实现对功率放大器Ml的偏置电流的控制。具体地，在Rl、R3和RFba11ast的参数都固定的情况下，当S2闭合时，第二支路的电阻值为0,此时Ib2为最大，可为2G模式下的功率放大器提供偏置电流；当S2断开时，第二支路的电阻值为R2,此时Ib2为最小，可为3G和4G模式下的功率放大器提供偏置电流。[0055]此外，S2断开和闭合时，A点阻抗会有所不同，从而不同模式下，射频信号在基极的阻抗不同，在3G和4G的宽带调制信号下，偏置电路的调制信号阻抗较低，有利于减小电路的记忆效应。[0056]与实施例一相同，本发明实施例提供的偏置电路也可为兼容2G、3G和4G等不同模式的功率放大器提供大小不同的偏置电流，改善了功率放大电路的性能。[0057]实施例四[0058]图5为本发明实施例中偏置电路的电路组成结构示意图，如图5所示，本发明实施例提供的偏置电路中的第一支路和第二支路连接于分流点A。第一支路和第二支路将电流源提供的电流lb分流为第一分支电流Ibl和第二分支电流Ib2。第一支路与第二支路相连接的分流点A通过第一电容C1与电源地连接，C1的作用是为输入偏置提供射频参考地。[0059]第一支路包括沿第一分支电流Ibl方向正向串联的两个二极管D1和D2以及第一电阻R1，第一电阻R1连接于二极管D1和D2和电源地之间。第一分支电流Ibl通过第一支路输入电源地。第一电阻R1两端并联有第一子开关S1。第一子开关S1可以用HBT、M0SFET或HEMT等功率器件实现。[0060]第二支路包括第二电阻R2,第二电阻R2两端并联有第二子开关S2。第二子开关S2可以用HBT、M0SFET或HEMT等功率器件实现。[0061]第二分支电流Ib2通过第二支路输入具有电流放大作用的晶体管T1的基极。晶体管T1的集电极与直流电源VBAT的电源正极连接，晶体管T1用于将晶体管T1基极接收到的第二分支电流Ib2放大，之后作为与偏置电路连接的功率放大器Ml的偏置电流由晶体管T1的发射极输出5[0062]如图5所示，晶体管的发射极通过第三电阻R3与功率放大电路的功率放大器的基极连接。[0063]本发明实施例提供的偏置电路中，电流源Ib提供的电流在节点A处分为Ib1和Ib2两部分，Ib2通过晶体管T1将电流放大为Ib2祁1后通过射频电阻RFballast输出给功率放大器Ml的基极，为功率放大器Ml提供的基极偏置电流Ibase=Ib2*m。在晶体管T1和二极管D1和D2参数固定的情况下，节点A分流后的Ibl和Ib2的大小比例由电阻R1、R2、R3和RFballast所决定。R1越小，R2、R3或RFballast越大，Ibl就越大，Ib2就越小；R1越大，R2、R3或RFballast越小，Ibl就越小，Ib2就越大。[0064]通过第一子开关S1和第二子开关S2的切换可以改变R1和R2的阻值，进而改变Ib2的大小，以实现对功率放大器Ml的偏置电流的控制。具体地，在R1、R2、R3和RFballast的参数都固定的情况下，当第一子开关S1断开且第二子开关S2闭合时，第一支路的电阻值为R1，第二支路的电阻值为〇,此时Ib2为最大，可为2G模式下的功率放大器提供偏置电流;当第一子开关S1闭合且第二子开关S2断开时，第一支路的电阻值为0，第二支路的电阻值为R2，此时Ib2为最小，可为3G和4G模式下的功率放大器提供偏置电流。[0065]此外，第一子开关S1和第二子开关S2断开和闭合时，A点阻抗会有所不同，从而不同模式下，射频信号在基极的阻抗不同，在3G和4G的宽带调制信号下，偏置电路的调制信号阻抗较低，有利于减小电路的记忆效应。[0066]与实施例一相同，本发明实施例提供的偏置电路也可为兼容2G、3G和4G等不同模式的功率放大器提供大小不同的偏置电流，改善了功率放大电路的性能。[0067]实施例五[0068]本发明实施例提供一种功率放大电路，功率放大电路包括功率放大器、以及偏置电路;其中，[0069]偏置电路，与功率放大器连接，用于向功率放大器输入偏置电流；[0070]功率放大器，用于根据偏置电流将输入的射频信号进行相应放大处理后输出。[0071]这里，所述偏置电路可采用上述技术方案中描述的偏置电路的组成及功能，比如：可采用如图2所示的偏置电路，具体地：[0072]如图2所示，偏置电路中的第一支路和第二支路连接于分流点A。第一支路和第二支路将电流源提供的电流lb分流为第一分支电流Ibl和第二分支电流Ib2。[0073]第一支路包括沿第一分支电流Ibl方向正向串联的两个二极管D1和D2以及第一电阻R1。第一分支电流Ibl通过第一支路输入电源地。其中，第一电阻R1两端并联有切换开关Sl〇[0074]第二分支电流Ib2通过第二支路输入具有电流放大作用的晶体管T1的基极。晶体管T1的集电极与直流电源VBAT的电源正极连接，晶体管T1用于将晶体管H基极接收到的第二分支电流Ib2放大，之后作为与偏置电路连接的功率放大器Ml的偏置电流由晶体管T1的发射极输出。[0075]本发明实施例所提供的功率放大电路中的偏置电路包括电流放大器、切换开关及用于将输入的第一电流分流的第一支路和第二支路;其中，电流放大器接收第一电流的第二分支电流后将其放大后作为与偏置电路连接的功率放大器的偏置电流输出;切换开关为第一支路或第二支路中的电阻切换不同的阻值。采用该方案时，切换开关的开启和闭合可以改变第一支路或第二支路中电阻的阻值，从而改变了该偏置电路相对于功率放大器基极的射频阻抗，并改变了偏置电路提供给功率放大器的偏置电流的大小，改善了功率放大电路的性能。[0076]以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

权利要求：1.一种偏置电路，其特征在于，所述偏置电路包括:第一支路、第二支路、电流放大器及切换开关;其中，所述第一支路，用于将输入的第一电流分流，并将所述第一电流的第一分支电流输入电源地；所述第二支路，用于将输入的第一电流分流，并将所述第一电流的第二分支电流输入所述电流放大器；所述电流放大器，用于接收所述第二分支电流，并将所述第二分支电流放大后作为与所述偏置电路连接的功率放大器的偏置电流输出；所述切换开关，用于为所述第一支路中的电阻切换不同的阻值，和或，为所述第二支路中的电阻切换不同的阻值。2.根据权利要求1所述的偏置电路，其特征在于，所述电流放大器包括晶体管，所述晶体管的集电极与直流电源的电源正极连接，所述晶体管用于将接收到的所述第二分支电流放大后作为与所述偏置电路连接的功率放大器的偏置电流输出。3.根据权利要求1或2所述的偏置电路，其特征在于，所述第一支路包括第一电阻；所述切换开关与所述第一电阻并联，或者，所述第二支路包括第二电阻，所述切换开关与所述第二电阻并联。4.根据权利要求1或2所述的偏置电路，其特征在于，所述第一支路包括第一电阻，所述第二支路包括第二电阻；所述切换开关包括第一子开关和第二子开关，所述第一子开关与所述第一电阻并联，所述第二子开关与所述第二电阻并联。5.根据权利要求2所述的偏置电路，其特征在于，所述晶体管的发射极通过第三电阻与所述功率放大电路的功率放大器的基极连接。6.根据权利要求1、2或5任一项所述的偏置电路，其特征在于，所述第一支路包括沿所述第一分支电流方向正向串联的至少一个二极管。7.根据权利要求1、2或5任一项所述的偏置电路，其特征在于，所述切换开关为HBT、MOSFET或HEMT中的一种。8.根据权利要求6所述的偏置电路，其特征在于，所述第一支路与所述第二支路相连接的分流点通过第一电容与所述电源地连接。9.根据权利要求6所述的偏置电路，其特征在于，所述二极管连接于所述第一电阻和所述电源地之间，或者，所述第一电阻连接于所述二极管和所述电源地之间。10.—种功率放大电路，其特征在于，所述功率放大电路包括功率放大器、以及权利要求1至9任一项所述的偏置电路;其中，所述偏置电路，与所述功率放大器连接，用于向所述功率放大器输入偏置电流；所述功率放大器，用于根据所述偏置电流将输入的射频信号进行相应放大处理后输出。

百度查询： 尚睿微电子(上海)有限公司 一种偏置电路及功率放大电路

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