功率放大器及其温度补偿方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910738433.X (22)申请日 2019.08.12 (30)优先权数据 108114104 2019.04.23 TW (71)申请人 立积电子股份有限公司 地址 中国台湾台北市内湖区堤顶大道二段 407巷20弄1号3楼 (72)发明人 简惠庆 (74)专利代理机构 上海市锦天城律师事务所 31273 代理人 刘民选 (51)Int.Cl. H03F 3/21(2006.01) H03F 1/30(2006.01) (54)发明名称 功率放大器及其温度补偿方法 (。

2、57)摘要 一种功率放大器， 用以放大所接收的输入信 号， 功率放大器包括偏压电路及输出级电路。 偏 压电路包括参考电压电路及偏压产生电路， 参考 电压电路接收第一系统电压， 且根据第一系统电 压提供参考电压， 其中参考电压随芯片温度改变 而改变。 偏压产生电路电性连接参考电压电路， 经组态以接收第二系统电压及参考电压并产生 工作电压。 输出级电路电性连接偏压电路， 接收 工作电压以及驱动电流， 以接收并放大输入信 号。 其中， 当芯片温度改变时， 偏压产生电路依据 参考电压改变工作电压， 以使驱动电流随着芯片 温度上升而趋近于预定值。 权利要求书5页 说明书10页 附图10页 CN 1118。

3、35301 A 2020.10.27 CN 111835301 A 1.一种功率放大器， 其特征在于， 其经组态以放大其所接收的一输入信号， 该功率放大 器包括： 一偏压电路， 其包括： 一参考电压电路， 经组态以接收一第一系统电压， 并且该参考电压电路根据该第一系 统电压提供一参考电压， 其中该参考电压随一芯片温度改变而改变； 及 一偏压产生电路， 电性连接该参考电压电路， 经组态以接收一第二系统电压及该参考 电压并产生一工作电压； 以及 一输出级电路， 电性连接该偏压电路， 该输出级电路经组态以接收该工作电压以及一 驱动电流， 以接收并放大该输入信号； 其中当该芯片温度改变时， 该偏压产生。

4、电路经组态以依据该参考电压改变该工作电 压， 以使该驱动电流随着该芯片温度上升而趋近于一预定值。 2.如权利要求1所述的功率放大器， 其特征在于， 其中该偏压产生电路包括： 一第一晶体管， 其第一端接收该第二系统电压， 其第二端经由一偏压电阻连接于该输 出级电路； 一第一二极管， 其一端经由一第一电阻接收该参考电压， 且连接该第一晶体管的第三 端并通过一偏压电容耦接共同端； 以及 一第二二极管， 其一端连接该第一二极管的另一端， 其另一端耦接共同端。 3.如权利要求2所述的功率放大器， 其特征在于， 其中该参考电压电路包括一能隙参考 电压电路， 其包括： 一第四晶体管， 其第一端连接该第一系统。

5、电压， 其第二端经由一第二电阻连接该第一 系统电压， 其第三端耦接一第一节点； 一第三电阻， 其一端耦接该第一节点； 一第四电阻， 其一端耦接该第一节点； 一第五晶体管， 其第一端耦接该第三电阻的另一端； 一第六晶体管， 其第一端耦接该第四电阻的另一端， 其第三端与其第一端短路且耦接 该第五晶体管的第一端； 一电流镜电路， 其分别连接该第五晶体管的第二端、 该第六晶体管的第二端并耦接共 同端， 该电流镜电路包括多个第七晶体管， 其中该能隙参考电压电路经组态以依据该芯片 温度改变于该第一节点输出的该参考电压； 一第八晶体管， 其第一端耦接该第一节点， 其第三端耦接该第三电阻的另一端及该第 五晶体。

6、管的第一端之间； 以及 一第九晶体管， 其第一端耦接该第八晶体管的第二端， 其第二端耦接共同端， 其第三端 与其第一端短路。 4.如权利要求3所述的功率放大器， 其特征在于， 其中该偏压电路更包括电性连接该偏 压产生电路的一辅助电路， 经组态以改变一参考电流， 且该偏压产生电路更经组态以接收 该第二系统电压、 该参考电压及该参考电流并产生该工作电压， 其中当该芯片温度改变时， 该辅助电路经组态以使该参考电流随该芯片温度改变而改变， 该偏压产生电路经组态以依 据该参考电压及该参考电流改变该工作电压， 以使该驱动电流随着该芯片温度上升而趋近 于该预定值。 权利要求书 1/5 页 2 CN 1118。

7、35301 A 2 5.如权利要求4所述的功率放大器， 其特征在于， 其中该辅助电路包括： 一第十晶体管， 其第一端提供该参考电流， 其第三端连接于该第六晶体管的第三端； 多个第十一晶体管， 其第三端分别连接该电流镜电路。 6.如权利要求5所述的功率放大器， 其特征在于， 其中该参考电流是依据该第十一晶体 管及该第七晶体管的数量比例及该芯片温度而改变。 7.如权利要求2所述的功率放大器， 其特征在于， 其中该参考电压电路包括一能隙参考 电压电路， 其包括： 一第一放大器， 其第一输入端经由一第五电阻连接该第一系统电压， 其第二输入端经 由一第六电阻连接该第一系统电压， 其输出端耦接一第二节点；。

8、 一第十二晶体管， 其第一端耦接该第一放大器的该第一输入端， 其第二端耦接一第七 电阻的一端， 其第三端耦接于一第三节点； 一第十三晶体管， 其第一端耦接该第一放大器的该第二输入端， 其第二端耦接该第七 电阻的另一端， 其第三端耦接于该第三节点； 一第八电阻， 其耦接该第七电阻的该另一端及一第三系统电压； 一第九电阻， 耦接于该第二节点及该第三节点之间； 一第十电阻， 耦接于该第三节点及该第三系统电压之间， 其中该能隙参考电压电路经组态以依据该芯片温度改变于该第二节点输出的该参考 电压。 8.如权利要求7所述的功率放大器， 其特征在于， 其中该偏压电路更包括电性连接该偏 压产生电路的一辅助电路。

9、， 该辅助电路包括： 一第十四晶体管， 其第一端耦接该偏压产生电路并输出一参考电流， 其第二端经由一 第十一电阻耦接该第三系统电压， 其第三端耦接该第三节点， 其中该偏压产生电路经组态以接收该第三系统电压、 该参考电压及该参考电流并产生 该工作电压， 当该芯片温度改变时， 该辅助电路经组态以使该参考电流随该芯片温度改变 而改变， 该偏压产生电路经组态以依据该参考电压及该参考电流改变该工作电压， 以使该 驱动电流随着该芯片温度上升而趋近于该预定值。 9.如权利要求8所述的功率放大器， 其特征在于， 其中该第十一电阻的电阻值为该第八 电阻的两倍。 10.如权利要求2所述的功率放大器， 其特征在于，。

10、 其中该参考电压电路包括一能隙参 考电压电路， 其包括： 一第二放大器， 其第一输入端经由一第十二电阻连接该第一系统电压， 其第二输入端 经由一第十三电阻连接该第一系统电压， 其输出端耦接一第四节点； 一第十五晶体管， 其第一端耦接该第二放大器的该第一输入端， 其第二端耦接共同端， 其第三端耦接于其第一端； 一第十六晶体管， 其第一端经由一第十四电阻耦接该第二放大器的该第二输入端， 其 第二端耦接共同端， 其第三端耦接于其第一端； 其中该能隙参考电压电路经组态以依据该芯片温度改变于该第四节点输出的该参考 电压。 11.如权利要求10所述的功率放大器， 其特征在于， 其中该偏压电路更包括电性连接。

11、该 权利要求书 2/5 页 3 CN 111835301 A 3 偏压产生电路的一辅助电路， 该辅助电路包括： 一第十七晶体管， 其第一端耦接该偏压产生电路并输出一参考电流， 其第二端耦接共 同端， 其第三端耦接该第十六晶体管的第一端， 其中该偏压产生电路经组态以接收该第二系统电压、 该参考电压及该参考电流并产生 该工作电压， 当该芯片温度改变时， 该辅助电路经组态以使该参考电流随该芯片温度改变 而改变， 该偏压产生电路经组态以依据该参考电压及该参考电流改变该工作电压， 以使该 驱动电流随着该芯片温度上升而趋近于该预定值。 12.如权利要求10所述的功率放大器， 其特征在于， 其中该偏压电路更。

12、包括电性连接该 偏压产生电路的一辅助电路， 该辅助电路包括： 一第十八晶体管， 其第一端耦接该偏压产生电路并输出一参考电流， 其第二端耦接共 同端， 其第三端耦接该第十五晶体管的第一端， 其中该偏压产生电路经组态以接收该第二系统电压、 该参考电压及该参考电流并产生 该工作电压， 当该芯片温度改变时， 该辅助电路经组态以使该参考电流随该芯片温度改变 而改变， 该偏压产生电路经组态以依据该参考电压及该参考电流改变该工作电压， 以使该 驱动电流随着该芯片温度上升而趋近于该预定值。 13.如权利要求1所述的功率放大器， 其特征在于， 其中该偏压电路更包括电性连接该 偏压产生电路的一辅助电路， 经组态以。

13、改变一参考电流， 且该偏压产生电路更经组态以接 收该第二系统电压、 该参考电压及该参考电流并产生该工作电压， 其中当该芯片温度改变 时， 该辅助电路经组态以使该参考电流随该芯片温度改变而改变， 该偏压产生电路经组态 以依据该参考电压及该参考电流改变该工作电压， 以使该驱动电流随着该芯片温度上升而 趋近于该预定值。 14.一种功率放大器的温度补偿方法， 其特征在于， 用以补偿该功率放大器的一驱动电 流， 该功率放大器用以放大所接收的一输入信号， 该功率放大器包括一偏压电路及一输出 级电路， 该偏压电路包括一参考电压电路及一偏压产生电路， 所述温度补偿方法包括： 以该参考电压电路接收一第一系统电压。

14、并根据该第一系统电压提供一参考电压， 其中 该参考电压随一芯片温度改变而改变； 以该偏压产生电路接收一第二系统电压及该参考电压并产生一工作电压； 以该输出级电路接收该工作电压以及该驱动电流， 以接收并放大该输入信号； 其中当该芯片温度改变时， 以该偏压产生电路依据该参考电压改变该工作电压， 以使 该驱动电流随着该芯片温度上升而趋近于一预定值。 15.如权利要求14所述的功率放大器的温度补偿方法， 其特征在于， 其中该偏压产生电 路包括： 一第一晶体管， 其第一端接收该第二系统电压， 其第二端经由一偏压电阻连接于该输 出级电路； 一第一二极管， 其一端经由一第一电阻接收该参考电压， 且连接该第一。

15、晶体管的第三 端并通过一偏压电容耦接共同端； 以及 一第二二极管， 其一端连接该第一二极管的另一端， 其另一端耦接共同端。 16.如权利要求15所述的功率放大器的温度补偿方法， 其特征在于， 其中该参考电压电 路包括一能隙参考电压电路， 其包括： 权利要求书 3/5 页 4 CN 111835301 A 4 一第四晶体管， 其第一端连接该第一系统电压， 其第二端经由一第二电阻连接该第一 系统电压， 其第三端耦接一第一节点； 一第三电阻， 其一端耦接该第一节点； 一第四电阻， 其一端耦接该第一节点； 一第五晶体管， 其第一端耦接该第三电阻的另一端； 一第六晶体管， 其第一端耦接该第四电阻的另一端。

16、， 其第三端与其第一端短路且耦接 该第五晶体管的第一端； 一电流镜电路， 其分别连接该第五晶体管的第二端、 该第六晶体管的第二端并耦接共 同端， 该电流镜电路包括多个第七晶体管， 其中该能隙参考电压电路经组态以依据该芯片 温度改变于该第一节点输出的该参考电压； 一第八晶体管， 其第一端耦接该第一节点， 其第三端耦接该第三电阻的另一端及该第 五晶体管的第一端之间； 以及 一第九晶体管， 其第一端耦接该第八晶体管的第二端， 其第二端耦接共同端， 其第三端 与其第一端短路； 其中该偏压电路更包括电性连接该偏压产生电路的一辅助电路， 经组态以产生一参考 电流， 且该偏压产生电路更经组态以接收该第二系统。

17、电压、 该参考电压及该参考电流并产 生该工作电压， 其中当该芯片温度改变时， 该辅助电路经组态以使该参考电流随该芯片温 度改变而改变， 该偏压产生电路经组态以依据该参考电压及该参考电流改变该工作电压， 以使该驱动电流随着该芯片温度上升而趋近于该预定值； 其中该辅助电路包括： 一第十晶体管， 其第一端提供该参考电流， 其第三端连接于该第六晶体管的第三端； 多个第十一晶体管， 其第三端分别连接该电流镜电路。 17.如权利要求16所述的功率放大器的温度补偿方法， 其特征在于， 其中该参考电流是 依据该第十一晶体管及该第七晶体管的数量比例及该芯片温度而改变。 18.如权利要求15所述的功率放大器的温度。

18、补偿方法， 其特征在于， 其中该参考电压电 路包括一能隙参考电压电路， 其包括： 一第一放大器， 其第一输入端经由一第五电阻连接该第一系统电压， 其第二输入端经 由一第六电阻连接该第一系统电压， 其输出端耦接一第二节点； 一第十二晶体管， 其第一端耦接该第一放大器的该第一输入端， 其第二端耦接一第七 电阻的一端， 其第三端耦接于一第三节点； 一第十三晶体管， 其第一端耦接该第一放大器的该第二输入端， 其第二端耦接该第七 电阻的另一端， 其第三端耦接于该第三节点； 一第八电阻， 其耦接该第七电阻的该另一端及一第三系统电压； 一第九电阻， 耦接于该第二节点及该第三节点之间； 一第十电阻， 耦接于该。

19、第三节点及该第三系统电压之间， 其中该能隙参考电压电路经组态以依据该芯片温度改变于该第二节点输出的该参考 电压； 其中该偏压电路更包括电性连接该偏压产生电路的一辅助电路， 该辅助电路包括： 一第十四晶体管， 其第一端耦接该偏压产生电路并输出一参考电流， 其第二端经由一 第十一电阻耦接该第三系统电压， 其第三端耦接该第三节点， 权利要求书 4/5 页 5 CN 111835301 A 5 其中该偏压产生电路经组态以接收该第三系统电压、 该参考电压及该参考电流并产生 该工作电压， 当该芯片温度改变时， 该辅助电路经组态以使该参考电流随该芯片温度改变 而改变， 该偏压产生电路经组态以依据该参考电压及。

20、该参考电流改变该工作电压， 以使该 驱动电流随着该芯片温度上升而趋近于该预定值。 19.如权利要求15所述的功率放大器的温度补偿方法， 其特征在于， 其中该参考电压电 路包括一能隙参考电压电路， 其包括： 一第二放大器， 其第一输入端经由一第十二电阻连接该第一系统电压， 其第二输入端 经由一第十三电阻连接该第一系统电压， 其输出端耦接一第四节点； 一第十五晶体管， 其第一端耦接该第二放大器的该第一输入端， 其第二端耦接共同端， 其第三端耦接于其第一端； 一第十六晶体管， 其第一端经由一第十四电阻耦接该第二放大器的该第二输入端， 其 第二端耦接共同端， 其第三端耦接于其第一端； 其中该能隙参考电。

21、压电路经组态以依据该芯片温度改变于该第四节点输出的该参考 电压； 其中该偏压电路更包括电性连接该偏压产生电路的一辅助电路， 该辅助电路包括： 一第十七晶体管， 其第一端耦接该偏压产生电路并输出一参考电流， 其第二端耦接共 同端， 其第三端耦接该第十六晶体管的第一端， 其中该偏压产生电路经组态以接收该第三系统电压、 该参考电压及该参考电流并产生 该工作电压， 当该芯片温度改变时， 该辅助电路经组态以使该参考电流随该芯片温度改变 而改变， 该偏压产生电路经组态以依据该参考电压及该参考电流改变该工作电压， 以使该 驱动电流随着该芯片温度上升而趋近于该预定值。 20.如权利要求15所述的功率放大器的温。

22、度补偿方法， 其特征在于， 其中该参考电压电 路包括一能隙参考电压电路， 其包括： 一第二放大器， 其第一输入端经由一第十二电阻连接该第一系统电压， 其第二输入端 经由一第十三电阻连接该第一系统电压， 其输出端耦接一第四节点； 一第十五晶体管， 其第一端耦接该第二放大器的该第一输入端， 其第二端耦接共同端， 其第三端耦接于其第一端； 一第十六晶体管， 其第一端经由一第十四电阻耦接该第二放大器的该第二输入端， 其 第二端耦接共同端， 其第三端耦接于其第一端； 其中该能隙参考电压电路经组态以依据该芯片温度改变于该第四节点输出的该参考 电压； 其中该偏压电路更包括电性连接该偏压产生电路的一辅助电路，。

23、 该辅助电路包括： 一第十八晶体管， 其第一端耦接该偏压产生电路并输出一参考电流， 其第二端耦接共 同端， 其第三端耦接该第十五晶体管的第一端， 其中该偏压产生电路经组态以接收该第三系统电压、 该参考电压及该参考电流并产生 该工作电压， 当该芯片温度改变时， 该辅助电路经组态以使该参考电流随该芯片温度改变 而改变， 该偏压产生电路经组态以依据该参考电压及该参考电流改变该工作电压， 以使该 驱动电流随着该芯片温度上升而趋近于该预定值。 权利要求书 5/5 页 6 CN 111835301 A 6 功率放大器及其温度补偿方法 技术领域 0001 本发明涉及一种功率放大器及其温度补偿方法， 特别是涉。

24、及一种在温度变化下仍 能稳定运作的功率放大器及其温度补偿方法。 背景技术 0002 在现有的行动通讯系统中， 功率放大器是非常关键的组件， 也是主要的耗能部分。 而功率放大器的效率与线性度都将直接影响通讯终端的通信质量。 因此， 功率放大器在满 足严格的线性特性外还要满足效率的要求。 0003 应用于功率放大器设计的技术主要采用III-V族化合物与硅工艺技术。 而为了能 实现高性能射频功率放大器的设计， 除了考虑线性度、 效率等基本指针， 还须考虑温度补偿 机制。 0004 在现有偏压电路的设计中， 功率放大器的待机电流随温度增加而持续增加， 这将 使功率放大器的热可靠性恶化， 而极有可能因温。

25、度过高而损坏。 0005 故， 如何通过电路设计的改良， 来提升功率放大器的温度稳定性， 同时克服上述的 缺陷， 已成为该项事业所欲解决的重要课题之一。 发明内容 0006 本发明所要解决的技术问题在于， 针对现有技术的不足提供一种在温度变化下仍 能稳定运作的功率放大器及其温度补偿方法。 0007 为了解决上述的技术问题， 本发明所采用的其中一技术方案是， 提供一种功率放 大器， 其经组态以放大其所接收的输入信号， 功率放大器包括偏压电路及输出级电路， 偏压 电路包括参考电压电路及偏压产生电路。 参考电压电路经组态以接收第一系统电压， 且参 考电压电路根据第一系统电压提供参考电压， 其中， 参。

26、考电压随芯片温度改变而改变。 偏压 产生电路电性连接参考电压电路， 经组态以接收第二系统电压及参考电压， 并产生工作电 压。 输出级电路电性连接偏压电路， 输出级电路经组态以接收工作电压以及驱动电流， 以接 收并放大输入信号。 其中， 当芯片温度改变时， 偏压产生电路经组态以依据参考电压改变工 作电压， 以使驱动电流随着芯片温度上升而趋近于预定值。 0008 为了解决上述的技术问题， 本发明所采用的另外一技术方案是， 提供一种功率放 大器的温度补偿方法， 用以补偿功率放大器的驱动电流， 功率放大器用以放大所接收的输 入信号， 功率放大器包括偏压电路及输出级电路， 偏压电路包括参考电压电路及偏压。

27、产生 电路， 所述温度补偿方法包括其包括： 以功率放大器的参考电压电路接收第一系统电压并 根据第一系统电压提供参考电压， 其中参考电压随芯片温度改变而改变； 以功率放大器的 偏压产生电路接收第二系统电压及参考电压并产生工作电压； 以功率放大器的输出级电路 接收工作电压以及驱动电流， 以接收并放大输入信号； 其中当芯片温度改变时， 偏压产生电 路经组态以依据参考电压改变工作电压， 以使驱动电流随着芯片温度上升而趋近于预定 值。 说明书 1/10 页 7 CN 111835301 A 7 0009 为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容， 请参阅以下有关本发明的详细说 明与附图， 然而所提供的附。

28、图仅用于提供参考与说明， 并非用来对本发明加以限制。 附图说明 0010 图1为本发明第一实施例的功率放大器的电路示意图。 0011 图2为本发明第二实施例的功率放大器的电路示意图。 0012 图3为本发明第三实施例的功率放大器的电路示意图。 0013 图4A为本发明第四实施例的功率放大器的电路示意图。 0014 图4B及图4C分别为本发明第四实施例的功率放大器的参考电压对温度变化曲线 图， 以及本发明第四实施例的功率放大器及现有功率放大器的驱动电流对温度变化曲线 图。 0015 图5为本发明第五实施例的功率放大器的电路示意图。 0016 图6为本发明第六实施例的功率放大器的电路示意图。 00。

29、17 图7为本发明第七实施例的功率放大器的电路示意图。 0018 图8为本发明第八实施例的功率放大器的温度补偿方法的流程图。 【符号说明】 功率放大器： 1 偏压电路： 10 参考电压电路： 100 偏压产生电路： 102 能隙参考电压电路： BG 辅助电路： 104 输出级电路： 20 第一系统电压： VCC1 第二系统电压： VCC2 第三系统电压： VCC3 参考电压： VREF 工作电压： Vbias 输出功率： Pout 驱动电流： ICC 输出电感： Lout 输出电容： Cout 偏压电容： Cb1、 Cb2 输出晶体管： To 第一晶体管： T1 第二晶体管： T2 第三晶体管。

30、： T3 第四晶体管： T4 第五晶体管： T5 说明书 2/10 页 8 CN 111835301 A 8 第六晶体管： T6 第七晶体管： T71、 T72、 T73、 T74、 T75 第八晶体管： T8 第九晶体管： T9 第十晶体管： T10 第十一晶体管： T11a、 T11b、 T11c、 T11d 第十二晶体管： T12 第十三晶体管： T13 第十四晶体管： T14 第十五晶体管： T15 第十六晶体管： T16 第十七晶体管： T17 第十八晶体管： T18 集极： Co、 C1、 C2、 C3、 C5、 C6、 C71、 C8、 C9、 C10、 C12、 C13、 C1。

31、4、 C15、 C16、 C17、 C18 射极： Eo、 E1、 E2、 E3、 E5、 E6、 E71、 E8、 E9、 E10、 E12、 E13、 E14、 E15、 E16、 E17、 E18 基极： Bo、 B1、 B2、 B3、 B5、 B6、 B71、 B8、 B9、 B10、 B12、 B13、 B14、 B15、 B16、 B17、 B18 第一电阻： R1 第二电阻： R2 第三电阻： R3 第四电阻： R4 第五电阻： R5 第六电阻： R6 第七电阻： R7 第八电阻： R8 第九电阻： R9 第十电阻： R10 第十一电阻： R11 第十二电阻： R12 第十三电阻。

32、： R13 第十四电阻： R14 第十五电阻： R15 第十六电阻： R16 第十七电阻： R17 偏压电阻： Rb 第一节点： N1 第二节点： N2 第三节点： N3 第四节点： N4 电流： I1、 I2 说明书 3/10 页 9 CN 111835301 A 9 第一放大器： A1 第二放大器： A2 电流镜电路： IM 具体实施方式 0019 以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所公开有关 “功率放大器及其温度补 偿方法” 的实施方式， 本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效 果。 本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用， 本说明书中的各项细节也可基 于。

33、不同观点与应用， 在不悖离本发明的构思下进行各种修改与变更。 另外， 本发明的附图仅 为简单示意说明， 并非依实际尺寸的描绘， 事先声明。 以下的实施方式将进一步详细说明本 发明的相关技术内容， 但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。 0020 应当可以理解的是， 虽然本文中可能会使用到 “第一” 、“第二” 、“第三” 等术语来描 述各种组件或者信号， 但这些组件或者信号不应受这些术语的限制。 这些术语主要是用以 区分一组件与另一组件， 或者一信号与另一信号。 另外， 本文中所使用的术语 “或” ， 应视实 际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。 0021 第一实施例。

34、： 0022 图1为本发明第一实施例的功率放大器的电路示意图。 参阅图1所示， 本发明第一 实施例提供一种功率放大器1， 其经组态以放大其所接收的输入信号， 功率放大器1包括偏 压电路10及输出级电路20。 详细而言， 本发明的功率放大器是设计用于降低或抵消其运作 时的温度依赖性(Temperature dependence)， 因此， 偏压电路10包括两个部份， 其一为偏压 产生电路102， 另一为参考电压电路100。 0023 偏压产生电路102电性连接参考电压电路100， 经组态以接收第二系统电压VCC2及 参考电压VREF， 并产生工作电压Vbias。 输出级电路20电性连接偏压电路1。

35、0， 输出级电路20 经组态以接收工作电压Vbias以及来自第一系统电压VCC1的驱动电流ICC， 以接收并放大输 入信号。 0024 在本实施例中， 偏压产生电路102可包括第一晶体管T1、 第二晶体管T2及第三晶体 管T3。 如图所示， 第一晶体管T1， 其第一端， 例如为集极C1， 接收第二系统电压VCC2， 其第二 端， 例如为射极E1， 连接偏压电阻Rb的一端， 并经由偏压电阻Rb连接于该输出级电路20， 偏 压电阻Rb的另一端通过偏压电容Cb2连接共同端。 在一实施例中， 共同端可为接地端， 第一 系统电压VCC1与第二系统电压VCC2可为不同的电压， 或可为相同的电压， 例如是电。

36、源电压。 0025 第二晶体管T2， 其第一端， 例如为集极C2经由第一电阻R1接收参考电压VREF， 且连 接第一晶体管T1的第三端， 例如为基极B1， 其第三端， 例如为基极B2， 连接第一晶体管T1的 基极B1且与集极C2短路， 并通过偏压电容Cb1耦接共同端。 0026 第三晶体管T3， 其第一端， 例如为集极C3， 连接第二晶体管T2的射极E2， 其第二端， 例如为射极E3， 耦接共同端， 其第三端， 例如为基极B3， 与集极C3短路。 此处， 第二晶体管T2 及第三晶体管T3系作为二极管使用， 其可为接成二极管形式的晶体管， 并用于整流。 0027 另一方面， 输出级电路20可包括。

37、输出电感Lout、 输出电容Cout及输出晶体管To， 其 中， 输出晶体管To的第一端， 例如为集极Co， 经由输出电感Lout接收第一系统电压VCC1及驱 动电流ICC， 同时经由输出电容Co连接于输出端， 其第二端， 例如为射极Eo耦接共同端， 即接 说明书 4/10 页 10 CN 111835301 A 10 地端， 其第三端， 例如为基极Bo， 用于接收工作电压Vbias。 输出晶体管To更用以于其第三端 输入待放大的输入信号， 例如是待放大的射频信号， 经放大后于其第一端输出放大后的输 入信号。 0028 在本实施例中， 参考电压电路100用于提供参考电压VREF， 其目的在于设。

38、计一个电 压基准， 其特性将用于降低或抵消功率放大器1的温度依赖性， 而使得功率放大器1的输出 功率或误差向量幅度(Error Vector Magnitude,EVM)在一个温度变化范围内大致保持恒 定。 参考电压电路100可经组态以接收第一系统电压VCC1， 并且参考电压电路100根据第一 系统电压VCC1提供参考电压VREF。 其中， 参考电压VREF随芯片温度改变而改变。 在一实施例 中， 功率放大器1设置于芯片中， 芯片温度例如是靠近芯片的外围温度， 或者是芯片的内部 温度。 0029 因此， 当芯片温度改变时， 藉由此配置， 偏压产生电路102可依据参考电压VREF改 变工作电压V。

39、bias， 以使驱动电流ICC随着芯片温度上升而趋近于预定值， 进而稳定功率放 大器1的输出或误差向量幅度。 换言之， 当驱动电流ICC接近所设定的预定值时， 将可使输出 级电路20的输出功率Pout在预定的温度区间， 例如-4080中随芯片温度而改变的变 化率小于一个预定范围， 例如10， 进而使误差向量幅度随芯片温度而改变的变化率小 于另一个对应的预定范围。 0030 本实施例主要用于说明本发明的功率放大器的基本结构， 关于参考电压电路100 的具体配置示例将于下文中详细描述。 另外在下文中的实施例中， 虽然大部分的晶体管都 以接面晶体管示意， 但在其他实施例中， 亦可以场效晶体管替代。 。

40、0031 第二实施例： 0032 参阅如图2所示， 其为本发明第二实施例的功率放大器的电路示意图。 本实施例将 进一步说明参考电压电路100的细节， 而偏压产生电路102的结构与第一实施例相同。 如图 所示， 参考电压电路100可为能隙参考电压电路BG， 其包括第四晶体管T4、 第五晶体管T5、 第 六晶体管T6、 电流镜电路IM、 第八晶体管T8、 第九晶体管T9、 第二电阻R2、 第三电阻R3及第四 电阻R4。 0033 第四晶体管T4， 其第一端， 例如为漏极， 连接第一系统电压VCC1， 其第二端， 例如为 源极， 经由第二电阻R2接收第一系统电压VCC1， 其第三端， 例如为栅极， 。

41、耦接第一节点N1。 第 三电阻R3一端耦接第一节点N1， 第四电阻R4一端耦接该第一节点N1， 第五晶体管T5， 其第一 端， 例如为集极C5， 耦接第三电阻R3的另一端， 第六晶体管T6， 其第一端， 例如为集极C6， 耦 接第四电阻R4的另一端， 其第三端， 例如为基极B6， 与其集极C6短路且耦接第五晶体管T5的 集极B5。 0034 电流镜电路IM， 其分别连接第五晶体管T5的射极E5、 第六晶体管T6的射极E5， 并耦 接共同端， 电流镜电路IM包括多个第七晶体管T71、 T72、 、 T75， 其中， 第七晶体管T71的基 极B71与第七晶体管T72、 T73、 T74、 T75的。

42、基极相连， 其集极C71连接于第六晶体管T6的射极 E6并与基极B71短路， 其射极E71耦接共同端， 例如为接地端， 以接收第三系统电压VCC3， 并 形成一电流镜结构。 0035 此外， 能隙参考电压电路BG还包括第八晶体管T8及第九晶体管T9。 第八晶体管T8 的第一端， 例如为集极C8， 耦接第一节点N1， 其第三端， 例如为基极B8耦接第三电阻R3的另 一端及第五晶体管T5的集极C5之间。 第九晶体管T9， 其第一端， 例如为集极C9耦接第八晶体 说明书 5/10 页 11 CN 111835301 A 11 管T8的射极E8， 其第二端， 例如为射极E9耦接共同端， 其第三端， 例。

43、如为基极B9与其集极C9 短路。 其中， 在此能隙参考电压电路BG中， 由于第三电阻R3及第四电阻R4具有温度依赖性， 且第三电阻R3及第四电阻R4的比例亦会决定参考电压VREF的大小， 因此可调整第三电阻R3 及第四电阻R4的电阻值， 来依据芯片温度的变化来改变于第一节点N1输出的参考电压 VREF， 通过此参考电压VREF随温度的变化， 将用于降低或抵消功率放大器1的温度依赖性， 而使得功率放大器1的输出功率或误差向量幅度在一个温度变化范围内大致保持恒定。 因 此， 当芯片温度改变时， 藉由此配置， 偏压产生电路102可依据参考电压VREF改变工作电压 Vbias， 以使驱动电流ICC随着。

44、芯片温度上升而趋近于预定值， 进而稳定功率放大器1的输出 或误差向量幅度。 换言之， 当驱动电流ICC接近所设定的预定值时， 将可使输出级电路20的 输出功率Pout在预定的温度区间， 例如-4080中随芯片温度而改变的变化率小于一 个预定范围， 例如10， 进而使误差向量幅度随芯片温度而改变的变化率小于另一个对 应的预定范围。 0036 藉此， 本发明所提供的功率放大器能通过偏压电路与参考电压电路的协同运作， 以降低或抵消功率放大器的温度依赖性， 同时提升功率放大器的温度稳定性。 0037 第三实施例： 0038 图3为本发明第三实施例的功率放大器的电路示意图。 参阅图3所示， 本发明第三 。

45、实施例提供另一种功率放大器1， 其经组态以放大其所接收的输入信号， 功率放大器1包括 偏压电路10及输出级电路20。 详细而言， 本发明的功率放大器亦是设计用于降低或抵消其 运作时的温度依赖性， 与前述实施例不同之处在于， 偏压电路10包括三个部份， 其一为偏压 产生电路102， 另一为参考电压电路100， 第三则为辅助电路IREF。 0039 其中， 偏压产生电路102电性连接参考电压电路100及辅助电路104， 其接收第二系 统电压VCC2， 并从参考电压电路100接收参考电压VREF， 同时接收经过辅助电路104改变的 参考电流IREF， 并产生工作电压Vbias。 在图3的实施例中， 。

46、除了第一晶体管T1的基极B1与第 二晶体管T2的集极C2更连接于辅助电路104以接收参考电流IREF之外， 偏压产生电路102的 结构基本上与前述实施例相同， 故不在此赘述。 0040 输出级电路20电性连接偏压电路10， 输出级电路20经组态以接收工作电压Vbias 以及来自第一系统电压VCC1的驱动电流ICC， 以接收并放大输入信号。 同样的， 在图3的实施 例中， 输出级电路20的结构基本上与前述实施例相同， 故不在此赘述。 0041 此处， 辅助电路104用以改变偏压产生电路102所接收的参考电流IREF， 例如， 辅助 电路104可用以抽取原本流向第一晶体管T1的基极B1的电流， 当。

47、温度越高， 则抽取越多。 而 在偏压产生电路102接收第二系统电压VCC2、 参考电压VREF及参考电流IREF的情况下， 将依 据三者产生工作电压Vbias。 因此， 第二系统电压VCC2、 参考电压VREF及参考电流IREF将会 决定工作电压Vbias的变化趋势。 其中， 当芯片温度改变时， 经过设计的辅助电路104将会使 参考电流IREF随芯片温度改变而改变， 且偏压产生电路102依据参考电压VREF、 参考电流 IREF改变工作电压Vbias， 以使驱动电流ICC随着芯片温度上升而趋近于预定值， 进而稳定 功率放大器1的输出或误差向量幅度。 0042 因此， 藉由此配置， 当驱动电流I。

48、CC接近所设定的预定值时， 将可使输出级电路20 的输出功率Pout在预定的温度区间， 例如-4080中随芯片温度而改变的变化率小于 一个预定范围， 例如10， 进而使误差向量幅度随芯片温度而改变的变化率小于另一个 说明书 6/10 页 12 CN 111835301 A 12 对应的预定范围。 0043 本实施例主要用于说明本发明的功率放大器的第三实施例的基本结构， 关于参考 电压电路100及辅助电路104的具体配置示例将于下文中详细描述。 0044 第四实施例： 0045 参阅如图4A所示， 其为本发明第四实施例的功率放大器的电路示意图。 本实施例 将进一步说明参考电压电路100及辅助电路。

49、104的细节， 其中， 偏压产生电路102及参考电压 电路100的结构与第二实施例相同。 0046 在本实施例中， 辅助电路104可包括第十晶体管T10及多个第十一晶体管T11a、 T11b、 T11c、 T11d。 第十晶体管T10的第一端， 例如为集极C10连接于偏压产生电路102， 用于 改变其接收的参考电流IREF， 其第三端， 例如为基极B10， 连接于第六晶体管T6的基极B6。 多 个第十一晶体管T11a、 T11b、 T11c、 T11d的第一端， 例如为集极， 均连接于第十晶体管T10的 第二端， 例如为射极E10， 分别连接电流镜电路IM。 0047 此外， 参考电流IREF。

50、可依据多个第十一晶体管T11a、 T11b、 T11c、 T11d及第七晶体 管T7的数量比例及芯片温度而改变。 因此， 除了能隙参考电压电路BG提供的参考电压VREF 会依据芯片温度改变， 经过辅助电路104改变的参考电流IREF亦会依据芯片温度而改变， 两 者均会用于降低或抵消功率放大器1的温度依赖性， 而使得功率放大器1的输出功率或误差 向量幅度在一个温度变化范围内大致保持恒定。 因此， 当芯片温度改变时， 藉由此配置， 偏 压产生电路102可依据参考电压VREF及参考电流IREF改变工作电压Vbias， 以使驱动电流 ICC随着芯片温度上升而趋近于预定值， 进而稳定功率放大器1的输出或。