CN1390386A - Pin二极管电路装置 - Google Patents

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Abstract

PIN二极管电路装置,特别适合于移动无线电话的发送级,其中PIN二极管在截止状态中通过高阻开关(S)与其电源分离,并且由此通过其自整流偏置于高频电压,以便抑制谐波产生和高频衰减。

Description

PIN二极管电路装置
本发明涉及一个PIN二极管电路装置，特别在移动无线电话的发送级中实现或作为天线在发送和接收之间的转换开关。
PIN二极管在高频范围内用作衰减目的的可调整电阻和用作无损耗开关。根据小的二极管规格、低的***电感和低的隔直流电容给出在高频范围内PIN二极管的应用。
已知，必需以负的截止电压偏置必需较大高频功率接通(HF开关)的PIN二极管处于截止状态，该截止电压至少有必需接通的高频电压的高度(峰值电压)，以便避免信号失真、谐波形成和高频衰减。例如需要14V偏置电压，以便在3.6V电源电压的移动电话中接通2瓦高频功率。
对于必需的负截止电压的产生目前使用通常的直流电压变流器，比如开关变流器或电荷泵(开关电容器)。
特别对于电池供电的设备以直流电压变流器产生相对高的负电压兼有高复杂性以及高成本，此外供给直流电压变流器的辅助能量降低了电池供电的设备的运行时间。
此外在电路装置中的变压器具有与现今电子设备并且特别是移动无线电话的尺寸相比较大的空间需求，这阻碍了建立较小尺寸和便携移动无线电话的趋势和经济的必要性。
因此本发明的任务是，给出一种新型并高效的、根据种类形式的电路装置，可以低成本并不复杂地实现该电路装置。
通过具有权利要求1的特征的电路装置解决该任务。
本发明包括这种想法，为了抑制由并联于信号路径的开关二极管形成的(整流)电流流过和与此联系的谐波产生和高频衰减，PIN二极管在截止状态通过高阻开关与其电源分离。对此PIN二极管通过其自整流被偏压到高频峰值电压，否则外部分配的负偏压是必需的。因此不可能出现不希望的信号失真。此外抑制谐波形成和高频衰减。通过根据本发明的解决方案兼有高复杂性、高成本并且特别兼有较大空间需求的变压器的应用是多余的。
一个理想的PIN二极管功能象一个通过直流控制的可变电阻。一个理想的PIN二极管此外还拥有非线性特性，该特性依赖于附寄信号的频率和幅度：在高信号电平(也就是在二极管的截止状态)的情况下PIN二极管整流一部分附寄的信号电压。如果对于截止的PIN二极管存在一个直流路径(例如经过BIAS电路)，则整流电流流过。这导致在信号电压中的谐波形成，因为对于PIN二极管整流电流处于导通方向，并且导致PIN二极管电阻的下降，并且因此导致增加的高频衰减。根据本发明的解决方案包含上面描述的直流路径的高阻中断(不同于在目前的解决方案中截止的二极管的有源偏压)以及“存储”由PIN二极管在高频扼流(L和C)的隔直流电容器C中产生的负峰值电压。
为了在PIN二极管的“断开”状态中能够如此高阻地产生偏置电阻，一个高阻开关连接在电源上。
主要一个双极双晶体管用作如此的高阻开关，可是也可以使用场效应晶体管和MOSFETs，只要其漏电流是足够小的。
此外从属权利要求以及下面根据图2的实施例的描述中得出本发明的另外的优点和实用性。图示：
图1根据现技术状况的PIN二极管控制的电路摘要，
图2在移动电话的功率放大器级中根据本发明的PIN二极管电路装置的实施例。
图1指出了通常的PIN二极管控制，在该控制中一个二极管D作为“搜索”开关，PIN二极管D高频上并联于信号路径。二极管D在开关S的断开状态经过电阻Rv获得通过直流电压变流器产生的负截止电压-，其至少具有必需开关的高频电压的高度。PIN二极管D然后截止处于无源状态，并且附寄负电压。因此避免出现信号失真。在开关S1的“闭合”状态电流IBIAS流经PIN二极管，其电阻降低并且经过电容C2短路信号路径。
图2-以突出与本发明关联的主要功能元件的图解描述-指出具有高频功率放大器A的移动无线电话的功率放大器级。在高频功率放大器A的输出端上并且并联于信号路径电接通一个电容C1，以便高频放大器的匹配网络转换到另一个频率范围。PIN二级管与电容C1串联并且以阴极k接地。此外预先规定一个电源UBATT，在该电源上发射极侧连接第一晶体管V1。第一晶体管V1集电极侧通过一个无源RLC滤波器与PIN二极管D并联。因此晶体管V1与PIN二极管D一起用作分压器。电容器C2并联于偏置电阻RBias。该偏置电阻按工作电压的高度限制电流。电容C2用作高频隔直流电容器。预先规定第二晶体管V2，在该晶体管中截止电流也是V1的基极电流，并且发射极侧接地。通过第二晶体管V2在第一晶体管V1的基极上存在控制电压。
经过开关S1，在此作为双极双晶体管对V1、V2实现，接通PIN二极管(RBIAS限制电流)，以便电容C1高频上接地。为了从信号路径中切断C1，根据本发明仅需要开关S1“断开”，不需要负的电源电压。PIN二极管自身偏压于信号电压的负的峰值(在C2上可测量)，避免谐波形成和高频衰减。
本发明不仅仅局限于所描述的实施例，而是-分别在重视具体要求的情况下-也可以在多种变形中实施，这由专业人员决定。

Claims (7)

1.具有一个PIN二极管的PIN二极管电路装置，特别适合于移动无线设备的发送和/或接收级，其特征在于，一个高阻开关(S1)，该开关使PIN二极管(D)在其截止状态与其电源分离，其中PIN二极管(D)通过自整流偏置于一个直流电压，该电压大约与高频电压的负峰值一致，以便抑制谐波形成和高频衰减。
2.按照权利要求1的PIN二极管电路装置，其特征在于，高阻开关(S1)具有一个双级双晶体管(V1)。
3.按照权利要求1的PIN二极管电路装置，其特征在于，预先规定场效应晶体管、特别是MOSFET、作为高阻开关。
4.按照上述权利要求之一的PIN二极管电路装置，其特征在于，不为PIN二极管预先规定辅助电压源。
5.按照上述权利要求之一的PIN二极管电路装置，其特征在于，在高阻开关(S)和PIN二极管(D)之间预先规定一个无源滤波器，特别是一个RLC滤波器，其中电容(C)用作PIN二极管的自整流直流电压的电荷存储器。
6.具有按照上述权利要求之一的PIN二极管电路装置的移动无线设备，该PIN电路装置用作高频功率放大器的频率范围转换设备。
7.具有按照上述权利要求之一的PIN二极管电路装置的移动无线设备，该PIN电路装置用作天线转换设备。
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