偏置电路及射频功率放大器制造技术

本申请公开了一种偏置电路及射频功率放大器。其中，偏置电路包括：控制环路，用于向射频功率放大器的输入端输出偏置电流；调节电路，用于在确定所述控制环路输出的偏置电流能够满足第一条件的情况下，基于米勒效应调节所述控制环路的环路带宽，以使所述控制环路的稳定性和噪声抑制度满足第二条件。采用本申请的方案，射频功率放大器的输入信号的带宽增大时，在保证偏置电流能够补偿射频功率放大器的基极电流，使得所述基极电流不随输入信号的功率的增大而降低，从而抑制射频功率放大器的幅度调制对幅度调制（AM

【技术实现步骤摘要】
偏置电路及射频功率放大器


[0001]本申请涉及集成电路
，尤其涉及一种偏置电路及射频功率放大器。

技术介绍

[0002]与第四代移动通信技术（4G，4th Generation）的长期演进（LTE，Long Term Evolution）系统相比，第五代移动通信技术（5G，5th Generation）的新空口（NR，New Radio）系统对数据传输速率有了更高的要求，需要用带宽更宽的调制信号来传输数据，以频段N41（2490兆赫兹（MHz）至2690MHz）为例，最大调制信号带宽从40MHz扩展到100MHz，这给移动终端中射频功率放大器的设计提出了新的挑战，如何提升射频功率放大器的性能成为亟待解决的问题。

技术实现思路

[0003]为解决相关技术问题，本申请实施例提供一种偏置电路及射频功率放大器。
[0004]本申请实施例的技术方案是这样实现的：本申请实施例提供了一种偏置电路，包括：控制环路，用于向射频功率放大器的输入端输出偏置电流；调节电路，用于在确定所述控制环路输出的偏置电流能够满足第一条件的情况下，基于米勒效应调节所述控制环路的环路带宽，以使所述控制环路的稳定性和噪声抑制度满足第二条件；其中，所述第一条件表征所述偏置电流能够补偿所述射频功率放大器的基极电流，使得所述基极电流不随输入信号的功率的增大而降低；所述第二条件表征所述控制环路的相位裕度大于或等于45度，且所述控制环路的噪声抑制度能够使得所述射频功率放大器的噪声小于或等于噪声阈值。
[0005]上述方案中，所述调节电路包括米勒单元；所述调节电路基于所述米勒单元的米勒效应调节所述控制环路的环路带宽。
[0006]上述方案中，所述米勒单元与所述控制环路的第一晶体管并联；其中，所述控制环路包括所述第一晶体管、第二晶体管和第一电阻；所述第一晶体管的集电极连接所述第二晶体管的基极；所述第二晶体管的发射极连接所述第一电阻的一端；所述第一电阻的另一端连接所述第一晶体管的基极；外部电流源通过所述第一晶体管和所述第二晶体管之间的第一节点向所述控制环路输入电流；所述控制环路将输入的电流转化为所述偏置电流，并通过所述第二晶体管的发射极输出到所述射频功率放大器的输入端。
[0007]上述方案中，所述米勒单元包括第一电容。
[0008]上述方案中，所述第一电容为可变电容。
[0009]上述方案中，所述调节电路还包括第二电阻；所述第一电容和所述第二电阻与所述第一晶体管并联；其中，所述调节电路通过所述第二电阻调节所述控制环路的传输零点，以使所述控制环
路的稳定性满足第三条件；所述传输零点是所述第一晶体管与所述第一电容并联所引入的；所述第三条件表征所述控制环路的相位裕度大于或等于45度。
[0010]上述方案中，所述第一电容和所述第二电阻通过所述第一晶体管的集电极和基极与所述第一晶体管并联。
[0011]上述方案中，所述调节电路还包括第三电阻；所述第三电阻与所述第一晶体管串联；其中，所述调节电路通过所述第三电阻为所述第一晶体管隔离射频信号，以使所述射频信号无法通过所述第一电容和所述第二电阻耦合到所述第一晶体管；所述射频信号是通过所述射频功率放大器的输入端传输到所述偏置电路的。
[0012]上述方案中，所述第三电阻与所述第一晶体管的集电极串联。
[0013]上述方案中，所述偏置电路还包括第四电阻；所述偏置电流通过所述第四电阻输出到所述射频功率放大器的输入端；其中，所述偏置电路通过所述第四电阻对通过所述射频功率放大器的输入端传输的射频信号进行衰减；并通过所述第一电阻为所述第一晶体管隔离被所述第四电阻衰减后的射频信号，以使被所述第四电阻衰减后的射频信号传输到所述第二晶体管；在被所述第四电阻衰减后的射频信号的射频摆幅的作用下，通过所述第二晶体管的检波效应，使所述第二晶体管的发射级输出的所述偏置电流随所述射频信号的功率的变化而变化。
[0014]上述方案中，所述第一电阻为可变电阻。
[0015]上述方案中，所述偏置电路还包括第二电容；所述第二电容的一端接地，另一端连接所述第二晶体管的基极；其中，所述偏置电路通过所述第二电容，使传输到所述第二晶体管的被所述第四电阻衰减后的射频信号短路到地。
[0016]本申请实施例还提供了一种射频功率放大器，所述射频功率放大器的输入端设置有上述任一方案所述的偏置电路。
[0017]上述方案中，所述射频功率放大器为多级级连的射频功率放大器；其中，每一级的输入端均设置有所述偏置电路。
[0018]本申请实施例提供的偏置电路及射频功率放大器，偏置电路包括：控制环路，用于向射频功率放大器的输入端输出偏置电流；调节电路，用于在确定所述控制环路输出的偏置电流能够满足第一条件的情况下，基于米勒效应调节所述控制环路的环路带宽，以使所述控制环路的稳定性和噪声抑制度满足第二条件；其中，所述第一条件表征所述偏置电流能够补偿所述射频功率放大器的基极电流，使得所述基极电流不随输入信号的功率的增大而降低；所述第二条件表征所述控制环路的相位裕度大于或等于45度，且所述控制环路的噪声抑制度能够使得所述射频功率放大器的噪声小于或等于噪声阈值；所述射频功率放大器的输入端设置有所述偏置电路。本申请实施例的方案，偏置电路包括环路结构，这使得偏置电路具备低基带阻抗的特性，换句话说，偏置电路为射频功率放大器提供了低基带阻抗通路，如此，基带阻抗引起的射频功率放大器的记忆效应能够减小（即能够得到抑制），从而能够降低记忆效应造成的射频功率放大器输出信号的邻信道功率比（ACPR，Adjacent Channel Power Ratio）的恶化，减少射频功率放大器输出信号的失真，进而提升射频功率
放大器的性能。同时，利用调节电路，在确定所述控制环路输出的偏置电流能够满足第一条件的情况下调节所述控制环路的环路带宽，以使所述控制环路的稳定性和噪声抑制度满足第二条件；如此，射频功率放大器的输入信号的带宽增大时，在保证偏置电流能够补偿射频功率放大器的基极电流，使得所述基极电流不随输入信号的功率的增大而降低，从而抑制射频功率放大器的幅度调制对幅度调制（AM
‑
AM）失真（AM
‑
AM失真是指射频功率放大器的输出信号相对于输入信号在幅度上的失真）的前提下，能够兼顾偏置电路包含的控制环路的稳定性和噪声抑制度，减少偏置电路可能产生的电路振荡及噪声对射频功率放大器接收信号时的灵敏度的影响，进一步提升射频功率放大器的性能。
附图说明
[0019]图1为相关技术中射频功率放大器的三阶交调出现不对称的示意图；图2为相关技术中一种偏置电路的结构示意图；图3为相关技术中另一种偏置电路的结构示意图；图4为相关技术中偏置电路300的阻抗在整个频段内的频率响应示意图；图5为相关技术中偏置电路300的环路增益示意图；图6为相关技术中偏置电路300的相位裕度示意图；图7为本申请实施例偏置电路的一种结构示意图；图8为本申请实施例偏置电路的另一种结构示意图；图9为本申请实施例偏本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种偏置电路，其特征在于，包括：控制环路，用于向射频功率放大器的输入端输出偏置电流；调节电路，用于在确定所述控制环路输出的偏置电流能够满足第一条件的情况下，基于米勒效应调节所述控制环路的环路带宽，以使所述控制环路的稳定性和噪声抑制度满足第二条件；其中，所述第一条件表征所述偏置电流能够补偿所述射频功率放大器的基极电流，使得所述基极电流不随输入信号的功率的增大而降低；所述第二条件表征所述控制环路的相位裕度大于或等于45度，且所述控制环路的噪声抑制度能够使得所述射频功率放大器的噪声小于或等于噪声阈值。2.根据权利要求1所述的偏置电路，其特征在于，所述调节电路包括米勒单元；所述调节电路基于所述米勒单元的米勒效应调节所述控制环路的环路带宽。3.根据权利要求2所述的偏置电路，其特征在于，所述米勒单元与所述控制环路的第一晶体管并联；其中，所述控制环路包括所述第一晶体管、第二晶体管和第一电阻；所述第一晶体管的集电极连接所述第二晶体管的基极；所述第二晶体管的发射极连接所述第一电阻的一端；所述第一电阻的另一端连接所述第一晶体管的基极；外部电流源通过所述第一晶体管和所述第二晶体管之间的第一节点向所述控制环路输入电流；所述控制环路将输入的电流转化为所述偏置电流，并通过所述第二晶体管的发射极输出到所述射频功率放大器的输入端。4.根据权利要求3所述的偏置电路，其特征在于，所述米勒单元包括第一电容。5.根据权利要求4所述的偏置电路，其特征在于，所述第一电容为可变电容。6.根据权利要求4所述的偏置电路，其特征在于，所述调节电路还包括第二电阻；所述第一电容和所述第二电阻与所述第一晶体管并联；其中，所述调节电路通过所述第二电阻调节所述控制环路的传输零点，以使所述控制环路的稳定性满足第三条件；所述传输零点是所述第一晶体管与所述第一电容并联所引入的；所述第三条件表征所述控制环路的相位裕度大于或等于45度。7.根据权利要求6所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭振飞，徐柏鸣，苏强，
申请(专利权)人：广州慧智微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：