CN219514047U - 射频功率放大器及射频功放模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种射频功率放大器及射频功放模组，其中，所述射频功率放大器包括依次连接的信号输入端、输入匹配网络、功率放大器以及信号输出端；所述射频功率放大器还包括连接至所述功率放大器的输入端的线性化偏置电路；所述线性化偏置电路包括第一电阻、第一三极管、第二三极管、第一电容、第二电阻、第三三极管以及第三电阻。本实用新型的射频功率放大器通过在线性化偏置电路中增设与第一电容串联的第二电阻，从而可以使其在提升线性度的前提下，降低该支路对于频率的敏感度，使其适用于宽带电路。

Description

射频功率放大器及射频功放模组

【技术领域】

本实用新型涉及射频技术领域，尤其涉及一种射频功率放大器及射频功放模组。

【背景技术】

相关技术中的射频功率放大器主要包含3个晶体管(HBT1、HBT2、HBT3)以及射频主路中功率放大器的功率管(HBT4)，如图3所示。射频功率放大器利用晶体管HBT1和HBT2的温度特性和功率管HBT4的相同特性，当晶体管HBT1和HBT2的基-射级电压降低时，电压V3和V4也会相应的降低，以使功率管HBT4的电流减小到正常值。电阻R2的加入可以使偏置电路的温度稳定性得到进一步提高。晶体管HBT1、HBT2和电阻R1组成的温度补偿电路可以有效抑制功率耗散产生的自热效应导致的直流偏置点的漂移和电流增益坍塌现象。

另外，当射频信号输入时，会有部分信号泄露到偏置电路中，而晶体管HBT3的基-射级二极管因为整流作用，其基-射级电压会下降，当泄漏的射频信号增大时，功率管HBT4的基-射级电压也会相应的减小，旁路电容C1的设计能将射频信号短路到地，从而保持电压V3不变，这时功率管HBT4的基极电压会升高，以使减小的基-射级电压得到补偿，并使功率管HBT4的偏置点在高功率下保持不变，使增益压缩得到抑制，从而提升线性度。

虽然相关技术中射频功率放大器的偏置电路能通过旁路电容C1抑制增益压缩以提升线性度，但其旁路电容C1仅仅连接至晶体管HBT3的基极后接地，这会导致该支路对于频率的敏感度相对较高，使其无法适用于宽带电路。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于提供一种新的射频功率放大器，以解决相关技术中射频功率放大器的偏置电路对于频率的敏感度相对较高，使其无法适用于宽带电路的问题。

为了解决上述技术问题，第一方面，本实用新型提供了一种射频功率放大器，其包括依次连接的信号输入端、输入匹配网络、功率放大器以及信号输出端；

所述射频功率放大器还包括连接至所述功率放大器的输入端的线性化偏置电路；所述线性化偏置电路包括第一电阻、第一三极管、第二三极管、第一电容、第二电阻、第三三极管以及第三电阻；

所述第一电阻的第一端连接至第一电源电压；

所述第一三极管的集电极连接至所述第一电阻的第二端，所述第一三极管的基极和所述第一三极管的集电极连接；

所述第二三极管的集电极连接至所述第一三极管的发射极，所述第二三极管的基极和所述第二三极管的集电极连接，所述第二三极管的发射极接地；

所述第一电容的第一端连接至所述第一三极管的基极；

所述第二电阻的第一端连接至所述第一电容的第二端，所述第二电阻的第二端接地；

所述第三三极管的基极连接至所述第一三极管的基极，所述第三三极管的集电极连接至第二电源电压；

所述第三电阻的第一端连接至所述第三三极管的发射极，所述第三电阻的第二端连接至所述功率放大器的输入端。

优选的，所述线性化偏置电路还包括第四电阻；所述第四电阻的第一端连接至所述第二三极管的发射极，所述第四电阻的第二端接地。

优选的，所述线性化偏置电路还包括第二电容；所述第二电容与所述第三电阻并联设置。

优选的，所述输入匹配网络包括第三电容；所述第三电容的第一端与所述信号输入端连接，所述第三电容的第二端连接至所述功率放大器的输入端。

优选的，所述功率放大器包括第四三极管；所述第四三极管的基极作为所述功率放大器的输入端，所述第四三极管的发射极接地，所述第四三极管的集电极连接至所述信号输出端。

第二方面，本实用新型提供了一种射频功放模组，所述射频功放模组包括如上所述的射频功率放大器。

与相关技术相比，本实用新型的射频功率放大器通过在线性化偏置电路中增设与第一电容串联的第二电阻，从而可以使其在提升线性度的前提下，降低该支路对于频率的敏感度，使其适用于宽带电路。

【附图说明】

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1为本实用新型实施例提供的一种射频功率放大器的电路连接示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种射频功率放大器中第四三极管的增益随基极电压变化的示意图；

图3为相关技术提供的一种功率放大器的电路连接示意图。

其中，100、射频功率放大器；1、线性化偏置电路。

【具体实施方式】

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供了一种射频功率放大器100，结合图1所示，其包括依次连接的信号输入端RFin、输入匹配网络、功率放大器以及信号输出端RFout。

其中，输入匹配网络用于实现信号输入端RFin与功率放大器之间的阻抗匹配；功率放大器用于将信号输入端RFin输入的射频信号进行功率放大。

本实施例中，输入匹配网络包括第三电容C3；第三电容C3的第一端与信号输入端RFin连接，第三电容C3的第二端连接至功率放大器的输入端。当然，根据实际需求，输入匹配网络还可以增设与第三电容C3连接其它器件。

本实施例中，功率放大器包括第四三极管HBT3；第四三极管HBT3的基极作为功率放大器的输入端，第四三极管HBT3的发射极接地，第四三极管HBT3的集电极连接至信号输出端RFout。当然，根据实际需求，功率放大器还可以增设与第四三极管HBT3连接的其它器件。

具体地，射频功率放大器100还包括连接至功率放大器的输入端的线性化偏置电路1；线性化偏置电路1包括第一电阻R1、第一三极管HBT1、第二三极管HBT2、第一电容C1、第二电阻R2、第三三极管HBT3以及第三电阻R3。

第一电阻R1的第一端连接至第一电源电压V1。

第一三极管HBT1的集电极连接至第一电阻R1的第二端，第一三极管HBT1的基极和第一三极管HBT1的集电极连接。

第二三极管HBT2的集电极连接至第一三极管HBT1的发射极，第二三极管HBT2的基极和第二三极管HBT2的集电极连接，第二三极管HBT2的发射极接地。

第一电容C1的第一端连接至第一三极管HBT1的基极。

第二电阻R2的第一端连接至第一电容C1的第二端，第二电阻R2的第二端接地。

第三三极管HBT3的基极连接至第一三极管HBT1的基极，第三三极管HBT3的集电极连接至第二电源电压V1。

第三电阻R3的第一端连接至第三三极管HBT3的发射极，第三电阻R3的第二端连接至功率放大器的输入端。

旁路的第一电容C1的设计能将射频信号短路到地，从而保持电压V3不变，这时第四三极管HBT3的基极的电压会升高，其减小的基-射级电压得到了补偿，以使得第四三极管HBT3的偏置点在高功率下保持不变，并使增益压缩从而得到抑制。

利用第一三极管HBT1和第二三极管HBT2的温度特性和第四三极管HBT3相同的特性，当第一三极管HBT1和第二三极管HBT2的基-射级电压降低时，电压V3和电压V4也会相应的降低，以使第四三极管HBT3的电流减小到正常值；第三电阻R3的加入使得线性化偏置电路1的温度稳定性得到了进一步提高；第一三极管HBT1、第二三极管HBT2和第一电阻R1组成的温度补偿电路可以有效抑制功率耗散产生的自热效应导致的直流偏置点的漂移和电流增益坍塌现象。

另外，通过在设置于与第一电容C1串联的第四电阻R4，从而可以降低该支路对于频率的敏感度，使其适用于带宽电路。

本实施例中，线性化偏置电路1还包括第四电阻R4；第四电阻R4的第一端连接至第二三极管HBT2的发射极，第四电阻R4的第二端接地。

通过第三电阻R3的增设可以抬高电压V3，使第四三极管HBT3的基极电压(电压V4)升高，此时第四三极管HBT3的电压V4从图2中的A抬升至B点，当射频信号增大时，第四三极管HBT3的基-射级电压会相应减小，但增益可以保持基本不变，以进一步抑制增益压缩，提升线性度。

本实施例中，线性化偏置电路1还包括第二电容C2；第二电容C2与第三电阻R3并联设置。通过在设置于第三电阻R3并联的第二电容C2，可以使射频信号避过第三电阻R3，使进入第三三极管HBT3的发射极的射频信号不会被第三电阻R3消耗。

另外，当射频信号输入时，会有部分射频信号泄露到线性化偏置电路1中，射频信号从旁路的第二电容C2进入第三三极管HBT3的发射极，第三三极管HBT3的基-射级二极管因为整流作用，其基-射级电压会下降，当泄漏的射频信号增大时，第四三极管HBT3的基-射级电压也会相应的减小。

与相关技术相比，本实用新型的射频功率放大器100通过在线性化偏置电路1中增设与第一电容C1串联的第二电阻R2，从而可以使其在提升线性度的前提下，降低该支路对于频率的敏感度，使其适用于宽带电路。

本实用新型还提供了一种射频功放模组的实施例，该射频功放模组包括上述实施例中的射频功率放大器100。由于本实施例中的射频功放模组包含了上述实施例中的射频功率放大器100，因此其也能达到上述实施例中射频功率放大器100所达到的技术效果，在此不作赘述。

以上描述的“连接”可以理解为两个器件之间的“电连接”、“通信连接”或“电性连接”等。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种射频功率放大器，其包括依次连接的信号输入端、输入匹配网络、功率放大器以及信号输出端；其特征在于，

所述射频功率放大器还包括连接至所述功率放大器的输入端的线性化偏置电路；所述线性化偏置电路包括第一电阻、第一三极管、第二三极管、第一电容、第二电阻、第三三极管以及第三电阻；

所述第一电阻的第一端连接至第一电源电压；

所述第一三极管的集电极连接至所述第一电阻的第二端，所述第一三极管的基极和所述第一三极管的集电极连接；

所述第二三极管的集电极连接至所述第一三极管的发射极，所述第二三极管的基极和所述第二三极管的集电极连接，所述第二三极管的发射极接地；

所述第一电容的第一端连接至所述第一三极管的基极；

所述第二电阻的第一端连接至所述第一电容的第二端，所述第二电阻的第二端接地；

所述第三三极管的基极连接至所述第一三极管的基极，所述第三三极管的集电极连接至第二电源电压；

所述第三电阻的第一端连接至所述第三三极管的发射极，所述第三电阻的第二端连接至所述功率放大器的输入端。

2.如权利要求1所述的射频功率放大器，其特征在于，所述线性化偏置电路还包括第四电阻；所述第四电阻的第一端连接至所述第二三极管的发射极，所述第四电阻的第二端接地。

3.如权利要求1所述的射频功率放大器，其特征在于，所述线性化偏置电路还包括第二电容；所述第二电容与所述第三电阻并联设置。

4.如权利要求1所述的射频功率放大器，其特征在于，所述输入匹配网络包括第三电容；所述第三电容的第一端与所述信号输入端连接，所述第三电容的第二端连接至所述功率放大器的输入端。

5.如权利要求1所述的射频功率放大器，其特征在于，所述功率放大器包括第四三极管；所述第四三极管的基极作为所述功率放大器的输入端，所述第四三极管的发射极接地，所述第四三极管的集电极连接至所述信号输出端。

6.一种射频功放模组，其特征在于，所述射频功放模组包括如权利要求1至5任意一项所述的射频功率放大器。