[发明专利]一种用于功率放大器的有源偏置电路及通信设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于功率放大器的有源偏置电路，同时还涉及一种包含该有源偏置电路的通信设备，属于移动通信技术领域。

背景技术

众所周知，包括WCDMA/TDSCDMA的3G通信系统，以及包括TD-LTE/LTE-FDD的4G通信系统，为了实现高速数据传输，对功率放大器输出信号的线性度要求远高于GSM850/EDGE900/DCS1800/PCS1900等通信模式，所以要求功率放大器具有较高的线性输出功率。从图1可以看出，双工器、滤波器势必带来信号损耗，大大增加了保持功率放大器高线性度的难度。

在功率放大器中，偏置电路负责为功率放大管提供合适的且稳定偏置状态，对于保持功率放大器的线性度有着重要作用。但是，现有GSM/EDGE/GPRS制式下功率放大器的偏置电路已经不能完全适用于当下主流的3G/4G手机。3G/4G通信标准要求功率放大器有更高功率输出。然而在高功率的输出状态下，功率放大器芯片的温度会逐渐升高(主要表现在功率放大管结温的升高)。而偏置电路要使功率放大管尽量保持稳定的偏置状态，需要满足两个条件：其一，实现芯片温度可控，避免因温度持续上升与电流增加造成的失控甚至烧毁芯片；其二，通过反馈机制使功率放大管始终工作于相对稳定的状态中，抑制了温漂所导致的偏置状态的漂移和线性度的恶化。

目前，工业界及学术界虽然已经提出过一些满足上述条件的偏置电路结构，但其中很多偏置电路结构在生产和使用过程中表现出一定的不足，例如增加工艺难度、损失功率增益和效率、增加芯片面积和成本等。例如，专利号为ZL 200780009732.5的中国发明专利中，公开了一种功率放大器中的动态偏置控制电路。然而，功率放大器本身是一种比较浪费芯片面积的设计方案，相应此专利所引入的偏置电路结构也较为复杂，不适用于3G/4G手机功率放大器芯片。再例如，专利号为ZL 01122022.8的中国发明专利中，公开了一种用于射频放大器的有源偏置网络电路。而该专利中的功率放大器偏置电路是一种繁琐的结构，需要功率放大器模组中必须包含单独的一颗基于CMOS工艺的偏置电路芯片，增加了射频功率放大器芯片的设计实现难度和成本。

基于上述可知，目前真正适用于移动通信的功率放大器偏置电路还不能满足实践中的需要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明所要解决的首要技术问题在于提供一种基于现有芯片生产工艺、用于功率放大器的有源偏置电路。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种包含上述有源偏置电路的通信设备。

为实现上述发明目的，本发明采用下述的技术方案：

一种用于功率放大器的有源偏置电路，包括PTAT电流源电路、基准电压电路、隔离稳压电路以及偏置电压电路；其中，

所述PTAT电流源电路输入端连接到电压源，输出端连接基准电压电路，用于产生与所述电压源和温度成比例的电流；

所述基准电压电路产生与所述电流和温度成比例的基准电压；

所述隔离稳压电路隔离所述基准电压电路和所述偏置电压电路，通过负反馈的环路为所述偏置电压电路提供稳定电压；

所述偏置电压电路接收所述隔离电压电路的电压，同时连接所述电压源，用于产生功率放大管的偏置电压。

其中较优地，所述PTAT电流源电路包括两组电流镜电路、多个三极管和电阻；其中，

第一组电流镜电路包括三个PMOS管；三个PMOS管的源极连接所述电压源，栅极对接；第一PMOS管的漏极连接第一NMOS管的漏极；第二PMOS管的漏极连接第二NMOS管的漏极；第三PMOS管的漏极连接所述基准电压电路；

第二组电流镜电路包括所述第一NMOS管和所述第二NMOS管；所述第一NMOS管的栅极连接漏极和所述第二NMOS管的栅极，源极连接第一三极管；所述第二NMOS管的源极连接第一电阻；

所述第一三极管与第二三极管串联后接地，

所述第一电阻、第三三极管和第四三极管串联后接地。

其中较优地，所述第一三极管和第二三极管的发射结面积相等，所述第三三极管和所述第四三极管的发射结面积相等，且所述第一三极管的发射结面积需大于所述第三三极管的发射结面积。

其中较优地，所述基准电压电路包括三极管和一个电阻；其中，

第二电阻的一端分别连接所述PTAT电流源电路和所述隔离稳压电路；

所述第二电阻的另一端连接第五三极管的集电极和基极；所述第五三极管的发射极连接第六三极管的集电极和基极；所述第六三极管的发射极接地。