一种功率放大器瞬态热补偿偏置电路的制作方法

1.本实用新型涉及集成电路领域，特别是涉及一种功率放大器瞬态热补偿偏置电路。


背景技术：

2.由于功率放大器发热比较大，从芯片开启到热稳定需要一定的时间，这个时间往往会影响系统的响应速度且会消耗多余的功耗，故往往需要对芯片热响应进行补偿，目前业界通常采用cmos(complementary metal oxide semiconductor，互补金属氧化物半导体)器件对pa(power amplifier，功率放大器)芯片实现热补偿功能。
3.现有解决方案需要额外增加一颗cmos控制芯片，不仅增加封装成本，提高封装的风险，也不能满足小尺寸封装需求。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是：对现有的功率放大器热补偿装置进行改进，在保证芯片热补偿功能实现的同时，降低封装风险，满足小尺寸封装要求。
5.为了实现上述目的，本实用新型提供了一种功率放大器瞬态热补偿偏置电路，包括：电源输入端口、电源输出端口、第一逻辑控制接口、第二逻辑控制接口、第一开关模块、第二开关模块、第三开关模块、第一偏置模块、第二偏置模块、低通延迟模块和主驱动模块；
6.所述第一逻辑控制接口和第一开关模块的第一端口连接，第一开关模块的第二端口和第一偏置模块的第一端口连接，所述第一偏置模块的第二端口和电源输入端口连接，第一偏置模块的第一端口和低通延迟模块的第一端口连接，低通延迟模块的第二端口和主驱动模块的第一端口连接，主驱动模块的第二端口和电源输入端口连接，主驱动模块的第三端口和第三开关模块的第一端口连接，所述第三开关模块的第二端口和电源输出端口连接，所述第三开关模块的第三端口和第二逻辑控制接口连接；
7.所述第一逻辑控制接口和第二开关模块的第一端口连接，第二开关模块的第二端口和第二偏置模块的第一端口连接，所述第二偏置模块的第二端口和电源输入端口连接，第二偏置模块的第一端口和低通延迟模块的第三端口连接；
8.所述低通延迟模块包括电容，所述第一逻辑控制接口和第二逻辑控制接口的逻辑极性相反，当第一逻辑控制接口为高电平时，第一开关模块和第二开关模块为导通状态，第三开关模块为关断状态，且第一开关模块的第二端口、第二开关模块的第二端口、低通延迟模块的第三端口和第三开关模块的第一端口的电压为零；当第一逻辑控制接口为低电平时，第一开关模块和第二开关模块为关断状态，第三开关模块为导通状态，且低通延迟模块中的电容电压跟随第一开关模块第一端口的电压变化而变化。
9.进一步的，所述第一偏置模块包括：第一电阻、第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管；所述第一电阻的第一端口和电源输入端口连接，所述第一电阻的第二端口和第一晶体管的第一端连接，第一晶体管的第一端和第一晶体管的第二端连接，所述第一晶体管的
第三端和第二晶体管的第一端连接，所述第二晶体管的第一端和第二晶体管的第二端连接，所述第二晶体管的第三端和第三晶体管的第一端连接，所述第三晶体管的第一端和第三晶体管的第二端连接，所述第三晶体管的第三端接地；所述第一电阻的第二端口和第一开关模块的第二端口连接，所述第一电阻的第二端口和低通延迟模块的第一端口连接。
10.进一步的，所述第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管均为hbt晶体管或均为fet晶体管。
11.进一步的，所述第二偏置模块包括：第二电阻、第四晶体管、第五晶体管和第六晶体管；所述第二电阻的第一端口和电源输入端口连接，所述第二电阻的第二端口和第四晶体管的第一端连接，第四晶体管的第一端和第四晶体管的第二端连接，所述第四晶体管的第三端和第五晶体管的第一端连接，所述第五晶体管的第一端和第五晶体管的第二端连接，所述第五晶体管的第三端和第六晶体管的第一端连接，所述第六晶体管的第一端和第六晶体管的第二端连接，所述第六晶体管的第三端接地；所述第二电阻的第二端口和第二开关模块的第二端口连接，所述第二电阻的第二端口和低通延迟模块的第三端口连接。
12.进一步的，所述第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管均为hbt晶体管或均为fet晶体管。
13.进一步的，所述低通延迟模块包括：第三电阻、第一电容和第二电容；所述第三电阻的第一端口和第二偏置模块的第一端口连接，所述第三电阻的第二端口和第一电容的第一端口连接，所述第一电容的第二端口和第一偏置模块的第一端口连接，所述第三电阻的第二端口和第二电容的第一端口连接，所述第二电容的第二端口接地，所述第三电阻的第二端口和主驱动模块的第一端口连接。
14.进一步的，所述主驱动模块包括第七晶体管，所述第七晶体管的第二端和低通延迟模块的第二端口连接，所述第七晶体管的第一端和电源输入端口连接，所述第七晶体管的第三端和第三开关模块的第一端口连接。
15.进一步的，所述第三开关模块包括第四电阻和第八晶体管，所述第八晶体管的第一端和主驱动模块的第三端口连接，所述第八晶体管的第二端和第四电阻的第一端口连接，所述第四电阻的第二端口和第二逻辑控制接口连接，所述第八晶体管的第三端和电源输出端口连接。
16.进一步的，所述第一开关模块包括第五电阻和第九晶体管，所述第五电阻的第一端口和第一逻辑控制接口连接，所述第五电阻的第二端口和第九晶体管的第二端连接，所述第九晶体管的第一端和第一偏置模块的第一端口连接，所述第九晶体管的第三端接地。
17.进一步的，所述第二开关模块包括第六电阻和第十晶体管，所述第六电阻的第一端口和第一逻辑控制接口连接，所述第六电阻的第二端口和第十晶体管的第二端连接，所述第十晶体管的第一端和第二偏置模块的第一端口连接，所述第十晶体管的第三端接地。
18.本实用新型实施例一种功率放大器瞬态热补偿偏置电路与现有技术相比，其有益效果在于：电压输出端口的电压和低通延迟模块的电容电压相同，当第一逻辑控制接口模块的电平发生变化由高电平变为低电平时，电压输出端口的电压跟随低通延迟模块中电容的电压变化，实现了对放大器热响应的补偿。
附图说明
19.图1是本实用新型一种功率放大器瞬态热补偿偏置电路的模块连接示意图；
20.图2是本实用新型一种功率放大器瞬态热补偿偏置电路的电路连接示意图；
21.图3是本实用新型的瞬态人补偿偏置电路的工作效果示意图。
具体实施方式
22.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
23.如图1所示，一种功率放大器瞬态热补偿偏置电路，包括：电源输入端口、电源输出端口、第一逻辑控制接口、第二逻辑控制接口、第一开关模块、第二开关模块、第三开关模块、第一偏置模块、第二偏置模块、低通延迟模块和主驱动模块；
24.所述第一逻辑控制接口和第一开关模块的第一端口连接，第一开关模块的第二端口和第一偏置模块的第一端口连接，所述第一偏置模块的第二端口和电源输入端口连接，第一偏置模块的第一端口和低通延迟模块的第一端口连接，低通延迟模块的第二端口和主驱动模块的第一端口连接，主驱动模块的第二端口和电源输入端口连接，主驱动模块的第三端口和第三开关模块的第一端口连接，所述第三开关模块的第二端口和电源输出端口连接，所述第三开关模块的第三端口和第二逻辑控制接口连接；
25.所述第一逻辑控制接口和第二开关模块的第一端口连接，第二开关模块的第二端口和第二偏置模块的第一端口连接，所述第二偏置模块的第二端口和电源输入端口连接，第二偏置模块的第一端口和低通延迟模块的第三端口连接。
26.在本实施例中，所述低通延迟模块包括电容，所述第一逻辑控制接口和第二逻辑控制接口的逻辑极性相反，当第一逻辑控制接口为高电平时第一开关模块和第二开关模块为导通状态，第三开关模块为关断状态，且第一开关模块的第二端口、第二开关模块的第二端口、低通延迟模块的第三端口和第三开关模块的第一端口的电压为零；当第一逻辑控制接口为低电平时，第一开关模块和第二开关模块为关断状态，第三开关模块为导通状态，且低通延迟模块中的电容电压跟随第一开关模块第一端口的电压变化而变化。
27.在本实施例中，第一逻辑控制接口和第二逻辑控制接口的逻辑极性相反，当第一逻辑控制接口为高电平时，第二逻辑控制接口为低电平，当第一逻辑控制接口为低电平时，第二逻辑控制接口为高电平。
28.当第一逻辑控制接口为低电平时，第一开关模块和第二开关模块为关断状态，第三开关模块为导通状态，此时第一开关模块的第二端口和第二开关模块的第二端口的电压快速建立，低通延迟模块的电容的电压不能突变，电容的电压跟随第一开关模块第一端口的电压，第二开关模块的第二端口的电压通过第三电阻对电容进行充电，改变电容的电压。实现了电容的电压缓慢变化，电容的电压通过主驱动模块传输到第三开关模块，最后通过第三开关模块传输到电源输出端口。实现了电源输出端口的电压和低通延迟模块的电容的电压一致，实现对放大器热响应的补偿。
29.在本实施例中，所述第一偏置模块包括：第一电阻、第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管；所述第一电阻的第一端口和电源输入端口连接，所述第一电阻的第二端口和第一晶体管的第一端连接，第一晶体管的第一端和第一晶体管的第二端连接，所述第一晶体
管的第三端和第二晶体管的第一端连接，所述第二晶体管的第一端和第二晶体管的第二端连接，所述第二晶体管的第三端和第三晶体管的第一端连接，所述第三晶体管的第一端和第三晶体管的第二端连接，所述第三晶体管的第三端接地；所述第一电阻的第二端口和第一开关模块的第二端口连接，所述第一电阻的第二端口和低通延迟模块的第一端口连接。
30.在本实施例中，所述第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管均为hbt晶体管或均为fet晶体管。
31.在本实施例中，fet晶体管三极分别为栅极、源极、漏极；hbt晶体管三极分别为集电极、基极、发射极。
32.在本实施例中，晶体管的第一端对应hbt晶体管的集电极或fet晶体管的漏极，晶体管的第二端对应hbt晶体管的基极或fet晶体管的栅极，晶体管的第三端对应hbt晶体管的发射极或fet晶体管的源极。
33.在本实施例中，所述第二偏置模块包括：第二电阻、第四晶体管、第五晶体管和第六晶体管；所述第二电阻的第一端口和电源输入端口连接，所述第二电阻的第二端口和第四晶体管的第一端连接，第四晶体管的第一端和第四晶体管的第二端连接，所述第四晶体管的第三端和第五晶体管的第一端连接，所述第五晶体管的第一端和第五晶体管的第二端连接，所述第五晶体管的第三端和第六晶体管的第一端连接，所述第六晶体管的第一端和第六晶体管的第二端连接，所述第六晶体管的第三端接地；所述第二电阻的第二端口和第二开关模块的第二端口连接，所述第二电阻的第二端口和低通延迟模块的第三端口连接。
34.在本实施例中，所述第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管均为hbt晶体管或均为fet晶体管。
35.在本实施例中，所述低通延迟模块包括：第三电阻、第一电容和第二电容；所述第三电阻的第一端口和第二偏置模块的第一端口连接，所述第三电阻的第二端口和第一电容的第一端口连接，所述第一电容的第二端口和第一偏置模块的第一端口连接，所述第三电阻的第二端口和第二电容的第一端口连接，所述第二电容的第二端口接地，所述第三电阻的第二端口和主驱动模块的第一端口连接。
36.在本实施例中，所述主驱动模块包括第七晶体管，所述第七晶体管的第二端和低通延迟模块的第二端口连接，所述第七晶体管的第一端和电源输入端口连接，所述第七晶体管的第三端和第三开关模块的第一端口连接。
37.在本实施例中，所述第三开关模块包括第四电阻和第八晶体管，所述第八晶体管的第一端和主驱动模块的第三端口连接，所述第八晶体管的第二端和第四电阻的第一端口连接，所述第四电阻的第二端口和第二逻辑控制接口连接，所述第八晶体管的第三端和电源输出端口连接。
38.在本实施例中，所述第一开关模块包括第五电阻和第九晶体管，所述第五电阻的第一端口和第一逻辑控制接口连接，所述第五电阻的第二端口和第九晶体管的第二端连接，所述第九晶体管的第一端和第一偏置模块的第一端口连接，所述第九晶体管的第三端接地。
39.在本实施例中，所述第二开关模块包括第六电阻和第十晶体管，所述第六电阻的第一端口和第一逻辑控制接口连接，所述第六电阻的第二端口和第十晶体管的第二端连接，所述第十晶体管的第一端和第二偏置模块的第一端口连接，所述第十晶体管的第三端
接地。
40.在本实施例中，所有晶体管均为hbt晶体管。
41.参照图2中的电路图进一步讲解本实用新型的工作原理：
42.在固定电源vcc下，通过调节r1以及r2的阻值，可以调节a、b两点在开关t9、t10关断状态下的电压。因此可以通过预先的调节确定r1和r2的阻值。
43.当为高时，vc为低，开关t9、t10处于导通状态，开关t8处于关断状态，a、b、c、d四点处电压为零；当变为低，vc为高时，开关t9、t10处于关断状态，开关t8处于导通状态；此时第一偏置模块中的t1、t2和t3导通，a点电压由r1和t1、t2和t3之间的分压决定，由于r1是预先确定的因此可以确定a点的电压，第二偏置模块中的t4、t5和t6导通，b点电压由r2和t4、t5和t6之间的分压决定，由于r2是预先确定的因此可以确定b点的电压；此时a、b两点电压快速建立且a、b两点电压相同，c点的一端通过c1和a点相连接，c点的另一端通过r3和b点连接，因此c点电压受到a、b两点电压的影响会变化为a点或b点的电压，且c点电压由于电容两端电压不能突变，会跟随a点电压，然后b点电压会通过电阻r3对c点电容进行充放电，从而瞬时改变c点电压，最后使c点电压跟b点电压一样，通过调节r3阻值和c1、c2容值改变充放电时间，d点电压通过晶体管t7跟随c点电压的变化，d点电压通过t8开关管传递到out，这样out电压的变化形态跟c点电压一致，从而实现对放大器热响应的补偿。
44.参照图3，应用上述的瞬态热补偿电路实现了放大器偏置电压瞬时变化补偿热的响应。打开后电压高，然后指数式降低趋于稳定。
45.综上，本实用新型实施例提供一种功率放大器瞬态热补偿偏置电路，其有益效果在于，电压输出端口的电压和低通延迟模块的电容电压相同，当第一逻辑控制接口模块的电平发生变化由高电平变为低电平时，电压输出端口的电压跟随低通延迟模块中电容的电压变化，实现了对放大器热响应的补偿。
46.本实用新型的技术方案不用额外增加一颗cmos控制芯片，不会提高封装成本，也不会提高封装的风险。由于没有额外增加控制芯片，封装尺寸不会变大，可以满足小尺寸封装需求。
47.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

技术特征：
1.一种功率放大器瞬态热补偿偏置电路，其特征在于，包括：电源输入端口、电源输出端口、第一逻辑控制接口、第二逻辑控制接口、第一开关模块、第二开关模块、第三开关模块、第一偏置模块、第二偏置模块、低通延迟模块和主驱动模块；所述第一逻辑控制接口和第一开关模块的第一端口连接，第一开关模块的第二端口和第一偏置模块的第一端口连接，所述第一偏置模块的第二端口和电源输入端口连接，第一偏置模块的第一端口和低通延迟模块的第一端口连接，低通延迟模块的第二端口和主驱动模块的第一端口连接，主驱动模块的第二端口和电源输入端口连接，主驱动模块的第三端口和第三开关模块的第一端口连接，所述第三开关模块的第二端口和电源输出端口连接，所述第三开关模块的第三端口和第二逻辑控制接口连接；所述第一逻辑控制接口和第二开关模块的第一端口连接，第二开关模块的第二端口和第二偏置模块的第一端口连接，所述第二偏置模块的第二端口和电源输入端口连接，第二偏置模块的第一端口和低通延迟模块的第三端口连接。2.根据权利要求1所述的一种功率放大器瞬态热补偿偏置电路，其特征在于，所述第一偏置模块包括：第一电阻、第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管；所述第一电阻的第一端口和电源输入端口连接，所述第一电阻的第二端口和第一晶体管的第一端连接，第一晶体管的第一端和第一晶体管的第二端连接，所述第一晶体管的第三端和第二晶体管的第一端连接，所述第二晶体管的第一端和第二晶体管的第二端连接，所述第二晶体管的第三端和第三晶体管的第一端连接，所述第三晶体管的第一端和第三晶体管的第二端连接，所述第三晶体管的第三端接地；所述第一电阻的第二端口和第一开关模块的第二端口连接，所述第一电阻的第二端口和低通延迟模块的第一端口连接。3.根据权利要求2所述的一种功率放大器瞬态热补偿偏置电路，其特征在于，所述第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管均为hbt晶体管或均为fet晶体管。4.根据权利要求1所述的一种功率放大器瞬态热补偿偏置电路，其特征在于，所述第二偏置模块包括：第二电阻、第四晶体管、第五晶体管和第六晶体管；所述第二电阻的第一端口和电源输入端口连接，所述第二电阻的第二端口和第四晶体管的第一端连接，第四晶体管的第一端和第四晶体管的第二端连接，所述第四晶体管的第三端和第五晶体管的第一端连接，所述第五晶体管的第一端和第五晶体管的第二端连接，所述第五晶体管的第三端和第六晶体管的第一端连接，所述第六晶体管的第一端和第六晶体管的第二端连接，所述第六晶体管的第三端接地；所述第二电阻的第二端口和第二开关模块的第二端口连接，所述第二电阻的第二端口和低通延迟模块的第三端口连接。5.根据权利要求4所述的一种功率放大器瞬态热补偿偏置电路，其特征在于，所述第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管均为hbt晶体管或均为fet晶体管。6.根据权利要求1所述的一种功率放大器瞬态热补偿偏置电路，其特征在于，所述低通延迟模块包括：第三电阻、第一电容和第二电容；所述第三电阻的第一端口和第二偏置模块的第一端口连接，所述第三电阻的第二端口和第一电容的第一端口连接，所述第一电容的第二端口和第一偏置模块的第一端口连接，所述第三电阻的第二端口和第二电容的第一端口连接，所述第二电容的第二端口接地，所述第三电阻的第二端口和主驱动模块的第一端口连接。7.根据权利要求1所述的一种功率放大器瞬态热补偿偏置电路，其特征在于，所述主驱
动模块包括第七晶体管，所述第七晶体管的第二端和低通延迟模块的第二端口连接，所述第七晶体管的第一端和电源输入端口连接，所述第七晶体管的第三端和第三开关模块的第一端口连接。8.根据权利要求1所述的一种功率放大器瞬态热补偿偏置电路，其特征在于，所述第三开关模块包括第四电阻和第八晶体管，所述第八晶体管的第一端和主驱动模块的第三端口连接，所述第八晶体管的第二端和第四电阻的第一端口连接，所述第四电阻的第二端口和第二逻辑控制接口连接，所述第八晶体管的第三端和电源输出端口连接。9.根据权利要求1所述的一种功率放大器瞬态热补偿偏置电路，其特征在于，所述第一开关模块包括第五电阻和第九晶体管，所述第五电阻的第一端口和第一逻辑控制接口连接，所述第五电阻的第二端口和第九晶体管的第二端连接，所述第九晶体管的第一端和第一偏置模块的第一端口连接，所述第九晶体管的第三端接地。10.根据权利要求1所述的一种功率放大器瞬态热补偿偏置电路，其特征在于，所述第二开关模块包括第六电阻和第十晶体管，所述第六电阻的第一端口和第一逻辑控制接口连接，所述第六电阻的第二端口和第十晶体管的第二端连接，所述第十晶体管的第一端和第二偏置模块的第一端口连接，所述第十晶体管的第三端接地。

技术总结
本实用新型属于集成电路领域，公开了一种功率放大器瞬态热补偿偏置电路，包括：电源输入端口、电源输出端口、第一逻辑控制接口、第二逻辑控制接口、第一开关模块、第二开关模块、第三开关模块、第一偏置模块、第二偏置模块、低通延迟模块和主驱动模块；低通延迟模块包括电容，第一逻辑控制接口和第二逻辑控制接口的逻辑极性相反，当第一逻辑控制接口为低电平时，低通延迟模块中的电容跟随第一开关模块第一端口的电压。有益效果：电压输出端口的电压和低通延迟模块的电容电压相同，当第一逻辑控制接口模块的电平发生变化由高电平变为低电平时，电压输出端口的电压跟随低通延迟模块中电容的电压变化，实现对放大器热响应的补偿。实现对放大器热响应的补偿。实现对放大器热响应的补偿。


技术研发人员：侯兴江 邢利敏
受保护的技术使用者：深圳市时代速信科技有限公司
技术研发日：2021.12.02
技术公布日：2022/5/25