基于硅基BJT工艺的射频差分放大器及其增益温度稳定性的提升方法技术

本发明专利技术提供了一种基于硅基BJT工艺的射频差分放大器及其增益温度稳定性的提升方法，其包括相互连接的差分放大电路和偏置网络，偏置网络为差分放大电路提供具有正温度系数的偏置电压，对差分放大电路的尾电流进行温度补偿，使得具有正温度系数的尾电流与温度同步变化，从而能抵消温度变化对电压增益的影响，提高电压增益的温度稳定性；同时，电压增益几乎不依赖于外界的供电电压，电压增益在供电电压变化时保持稳定，该设计适合低电压环境，对应功耗低；此外，基于BJT工艺进行设计，对输入差分信号的选择带宽较大，满足5V及以下射频系统中低功耗宽带应用需求，特别适用于对数放大器的核心电路部分，对提高对数放大器的对数精度具有比较好的作用。具有比较好的作用。具有比较好的作用。

【技术实现步骤摘要】
基于硅基BJT工艺的射频差分放大器及其增益温度稳定性的提升方法


[0001]本专利技术涉及单片模拟集成电路
，特别涉及一种基于硅基BJT工艺的射频差分放大器及其增益温度稳定性的提升方法。

技术介绍

[0002]射频差分放大器是无线收发系统中的关键元器件，广泛应用于无线通信、广播电视、点对点通信等领域，其功能是将微弱的射频信号进行放大。射频差分放大器主要应用于接收机和发射机的中间级，实现对信号链路的增益调整，也是对数放大器的基本单元电路。传统基于硅基BJT工艺的差分放大器存在高低温下增益波动大，以及增益随电源电压波动大的问题，还存在体积大、成本高等问题。
[0003]但是，现代无线收发系统对放大器均需要低压、小体积、宽带、高稳定度等，这样可以降低系统总体的功耗并获得大的系统动态范围。特别是在对数放大器应用中，差分放大器的增益温度稳定性直接影响对数放大器的对数精度核心指标。
[0004]因此，目前亟需一种提高基于硅基BJT工艺的射频差分放大器的增益温度稳定性的技术方案。

技术实现思路

[0005]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种基于硅基BJT工艺实现的射频差分放大器，用于解决上述技术问题。
[0006]为实现上述目的及其他相关目的，一方面，本专利技术提供一种基于硅基BJT工艺的射频差分放大器，包括：
[0007]差分放大电路，其输入端接差分输入信号，其输出端输出差分输出信号，对所述差分输入信号进行放大；
[0008]偏置网络，其使能端接外部控制信号，其输出端接所述差分放大电路，为所述差分放大电路提供具有正温度系数的偏置电压，对所述差分放大电路的尾电流进行温度补偿，使得所述尾电流也具有正温度系数。
[0009]可选地，所述差分放大电路包括差分放大单元和射极跟随单元，所述差分放大单元的输入端接所述差分输入信号，所述射极跟随单元的输入端接所述差分放大单元的输出端，所述射极跟随单元的输出端输出所述差分输出信号。
[0010]可选地，所述差分放大单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、第一NPN型三极管、第二NPN型三极管及第三NPN型三极管，所述第一电阻的一端接供电电压，所述第一电阻的另一端接所述第一NPN型三极管的集电极，所述第一NPN型三极管的基极经串接的所述第一电容后接所述差分输入信号的正输入端，所述第一NPN型三极管的发射极接所述第二NPN型三极管的集电极，所述第二NPN型三极管的基极接所述偏置电压，所述第二NPN型三极管的发射极经串接的所述第
二电阻后接地，所述第三电阻的一端接所述供电电压，所述第三电阻的另一端接所述第三NPN型三极管的集电极，所述第三NPN型三极管的基极经串接的所述第二电容后接所述差分输入信号的负输入端，所述第三NPN型三极管的发射极接所述第二NPN型三极管的集电极，所述第四电阻的一端接所述供电电压，所述第四电阻的另一端经串接的所述第五电阻后接地，所述第四电阻的另一端还接所述第一NPN型三极管的基极，所述第六电阻的一端接所述供电电压，所述第六电阻的另一端经串接的所述第七电阻后接地，所述第六电阻的另一端还接所述第三NPN型三极管的基极。
[0011]可选地，所述第一电阻的阻值与所述第三电阻的阻值相等，所述第一NPN型三极管的参数规格与所述第三NPN型三极管的参数规格相同，所述第四电阻与所述第五电阻的阻值之比等于所述第六电阻与所述第七电阻的阻值之比。
[0012]可选地，所述射极跟随单元包括第八电阻、第九电阻、第四NPN型三极管、第五NPN型三极管、第六NPN型三极管及第七NPN型三极管，所述第四NPN型三极管的集电极接所述供电电压，所述第四NPN型三极管的基极接所述第三NPN型三极管的集电极，所述第四NPN型三极管的发射极接所述第五NPN型三极管的集电极，所述第五NPN型三极管的基极接所述偏置电压，所述第五NPN型三极管的发射极经串接的所述第八电阻后接地，所述第六NPN型三极管的集电极接所述供电电压，所述第六NPN型三极管的基极接所述第一NPN型三极管的集电极，所述第六NPN型三极管的发射极接所述第七NPN型三极管的集电极，所述第七NPN型三极管的基极接所述偏置电压，所述第七NPN型三极管的发射极经串接的所述第九电阻后接地；其中，所述第四NPN型三极管的发射极作为所述差分输出信号的正输出端，所述第六NPN型三极管的发射极作为所述差分输出信号的负输出端。
[0013]可选地，所述偏置网络包括偏置电压开关单元、偏置电压辅助单元和偏置电压产生单元，所述偏置电压开关单元接所述外部控制信号，所述偏置电压辅助单元分别接所述偏置电压开关单元和所述偏置电压产生单元，所述偏置电压产生单元产生并输出所述偏置电压，通过所述外部控制信号对所述偏置电压产生单元的输出进行开关控制。
[0014]可选地，所述偏置电压开关单元包括第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第八NPN型三极管及第九NPN型三极管，所述第十电阻的一端接所述外部控制信号，所述第十电阻的另一端经串接的所述第十一电阻后接所述第八NPN型三极管的集电极，所述第八NPN型三极管的基极接所述第十电阻和所述第十一电阻的公共端，所述第八NPN型三极管的发射极接所述第九NPN型三极管的集电极，所述第九NPN型三极管的基极接所述第九NPN型三极管的集电极，所述第九NPN型三极管的发射极接地，所述第十二电阻的一端接所述第八NPN型三极管的集电极，所述第十二电阻的另一端接地。
[0015]可选地，所述偏置电压辅助单元包括第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十NPN型三极管、第十一NPN型三极管、第一PNP型三极管、第二PNP型三极管及第三PNP型三极管，所述第十三电阻的一端接所述供电电压，所述第十三电阻的另一端接所述第十NPN型三极管的集电极，所述第十NPN型三极管的基极接所述第八NPN型三极管的集电极，所述第十NPN型三极管的发射极经串接的所述第十四电阻后接地，所述第十五电阻的一端接所述供电电压，所述第十五电阻的另一端接所述第一PNP型三极管的发射极，所述第一PNP型三极管的基极接所述第十NPN型三极管的集电极，所述第一PNP型三极管的集电极经串接的所述第十六电阻后接所述第二PNP型三极管的发射极，所述第二PNP型三
极管的基极接所述第十NPN型三极管的集电极，所述第二PNP型三极管的集电极接所述第十一NPN型三极管的集电极，所述第三PNP型三极管的发射极接所述第二PNP型三极管的发射极，所述第三PNP型三极管的集电极接所述第十一NPN型三极管的集电极，所述第十一NPN型三极管的发射极经串接的所述第十七电阻后接地。
[0016]可选地，所述偏置电压产生单元包括第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电阻、第二十三电阻、第二十四电阻、第二十五电阻、第三电容、第四电容、第十二NPN型三极管、第十三NPN型三极管、第十四NPN型三极管、第四PNP型三极管及第五PNP型三极本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于硅基BJT工艺的射频差分放大器，其特征在于，包括：差分放大电路，其输入端接差分输入信号，其输出端输出差分输出信号，对所述差分输入信号进行放大；偏置网络，其使能端接外部控制信号，其输出端接所述差分放大电路，为所述差分放大电路提供具有正温度系数的偏置电压，对所述差分放大电路的尾电流进行温度补偿，使得所述尾电流也具有正温度系数。2.根据权利要求1所述的基于硅基BJT工艺的射频差分放大器，其特征在于，所述差分放大电路包括差分放大单元和射极跟随单元，所述差分放大单元的输入端接所述差分输入信号，所述射极跟随单元的输入端接所述差分放大单元的输出端，所述射极跟随单元的输出端输出所述差分输出信号。3.根据权利要求2所述的基于硅基BJT工艺的射频差分放大器，其特征在于，所述差分放大单元包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、第一NPN型三极管、第二NPN型三极管及第三NPN型三极管，所述第一电阻的一端接供电电压，所述第一电阻的另一端接所述第一NPN型三极管的集电极，所述第一NPN型三极管的基极经串接的所述第一电容后接所述差分输入信号的正输入端，所述第一NPN型三极管的发射极接所述第二NPN型三极管的集电极，所述第二NPN型三极管的基极接所述偏置电压，所述第二NPN型三极管的发射极经串接的所述第二电阻后接地，所述第三电阻的一端接所述供电电压，所述第三电阻的另一端接所述第三NPN型三极管的集电极，所述第三NPN型三极管的基极经串接的所述第二电容后接所述差分输入信号的负输入端，所述第三NPN型三极管的发射极接所述第二NPN型三极管的集电极，所述第四电阻的一端接所述供电电压，所述第四电阻的另一端经串接的所述第五电阻后接地，所述第四电阻的另一端还接所述第一NPN型三极管的基极，所述第六电阻的一端接所述供电电压，所述第六电阻的另一端经串接的所述第七电阻后接地，所述第六电阻的另一端还接所述第三NPN型三极管的基极。4.根据权利要求3所述的基于硅基BJT工艺的射频差分放大器，其特征在于，所述第一电阻的阻值与所述第三电阻的阻值相等，所述第一NPN型三极管的参数规格与所述第三NPN型三极管的参数规格相同，所述第四电阻与所述第五电阻的阻值之比等于所述第六电阻与所述第七电阻的阻值之比。5.根据权利要求4所述的基于硅基BJT工艺的射频差分放大器，其特征在于，所述射极跟随单元包括第八电阻、第九电阻、第四NPN型三极管、第五NPN型三极管、第六NPN型三极管及第七NPN型三极管，所述第四NPN型三极管的集电极接所述供电电压，所述第四NPN型三极管的基极接所述第三NPN型三极管的集电极，所述第四NPN型三极管的发射极接所述第五NPN型三极管的集电极，所述第五NPN型三极管的基极接所述偏置电压，所述第五NPN型三极管的发射极经串接的所述第八电阻后接地，所述第六NPN型三极管的集电极接所述供电电压，所述第六NPN型三极管的基极接所述第一NPN型三极管的集电极，所述第六NPN型三极管的发射极接所述第七NPN型三极管的集电极，所述第七NPN型三极管的基极接所述偏置电压，所述第七NPN型三极管的发射极经串接的所述第九电阻后接地；其中，所述第四NPN型三极管的发射极作为所述差分输出信号的正输出端，所述第六NPN型三极管的发射极作为所述差分输出信号的负输出端。
6.根据权利要求1或5所述的基于硅基BJT工艺的射频差分放大器，其特征在于，所述偏置网络包括偏置电压开关单元、偏置电压辅助单元和偏置电压产生单元，所述偏置电压开关单元接所述外部控制信号，所述偏置电压辅助单元分别接所述偏置电压开关单元和所述偏置电压产生单元，所述偏置电压产生单元产生并输出所述偏置电压，通过所述外部控制信号对所述偏置电压产生单元的输出进行开关控制。7.根据权利要求6所述的基于硅基BJT工艺的射频差分放大器，其特征在于，所述偏置电压开关单元包括第十电阻、第十一电阻、第十二电阻、第八NPN型三极管及第九NPN型三极管，所述第十电阻的一端接所述外部控制信号，所述第十电阻的另一端经串接的所述第十一电阻后接所述第八NPN型三极管的集电极，所述第八NPN型三极管的基极接所述第十电阻和所述第十一电阻的公共端，所述第八NPN型三极管的发射极接所述第九N...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞佑兵，刘登学，李伟东，杨帆，杨超，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十四研究所，
类型：发明
国别省市：