專利名稱：一種場效應管微波放大器電源電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種場效應管微波放大器電源電路。
背景技術：
在微波接收機設計中，為提高接收機靈敏度，一般在前級采用低噪聲放大器(LNA)。目前覆蓋到C波段以上的商用微波集成電路不多，且價格偏高，性能也還有很大提升空間，而采用場效應(FET)管，包括金屬-半導體場效應管(MESFET)和高電子遷移率場效應管(HEMT)的放大器性能和價格都較前者更有優勢。不過由于FET管的離散性大，造成產品的一致性較差。
圖3給出了典型的FET(Eunyda的FHX35LG)的漏極電流-電壓曲線簇，該曲線說明漏極電流IDS可以看成柵極電壓VGS和漏極電流VDS的函數，其中當VGS改變時IDS顯著變化。其中圖1(a)和1(b)分別給出了兩批FHX35LG的漏極電流-電壓曲線簇，比較這兩組曲線可以發現不同批次的管子靜態特性差別很大。若用同樣的電阻分壓偏置電路給柵極供電，就會得到完全不同的漏極電流。過小的漏極電流會使放大器的增益下降；而過高的電流可能損壞放大管；此外漏極電流的變化會使放大器的匹配和噪聲偏離設計目標，其主要原因在于FET管的S參數基本上取決于其漏極靜態電壓和電流，其中漏極電流由柵極電壓決定。
由于FET的離散性，得到同一漏極電流所對應的柵極電壓可能不同，因此若采用電阻分壓方式的柵極偏置電路雖然得到了固定的柵極電壓，但漏極電流的值卻可能不同，隨之FET的網絡參數也會不一致。對于不同批次的FET，這種現象尤為明顯。若對每一批FET都重新調整偏置電路顯然會加大研發和生產的成本。為解決這一問題，這里提出一種閉環電流控制電路，通過對幾個電阻阻值的選擇來設定漏極電壓和電流，即使FET的直流特性不同，偏置電路也能自動得到設定的偏置，從而保證大批FET實際工作時的性能一致。此外，該電路還具有加電保護功能，避免漏極電流過大而損壞FET管。
發明內容
為解決前述存在的問題，本發明提供一種場效應管微波放大器電源電路，電路采用閉環運算放大器U3A、U4A和U3B、U4B，U3B的同相輸入端，由電阻分壓取得，其反相輸入端經電阻送至U4A的同相輸入端，U4A的輸出經電阻R6連接至場效應管漏極，作為漏極電壓；U3A的同相輸入端也由電阻分壓取得，其輸出端經電阻送至U4B的反相輸入端，U4B的的輸出，經隔離二極管與場效應管的柵極連接，作為柵極電壓。
本發明優點是，閉環電流控制的FET直流偏置電路分別通過若干電阻阻值來設定漏極電壓和電流，使得不同FET在相同偏置電路下得到的漏極電壓和電流相同，從而確保FET工作時的特性一致。其中漏極電壓和漏極電流分別由兩個和三個電阻決定，互不干擾，簡化了偏置調試過程。最后電路具有限流和極性保護措施，防止了FET燒毀。
附圖1是本發明的原理電路圖。
附圖2是典型的場效應管直流偏置電路。
附圖3是場效應管電壓、電流曲線圖。
具體實施例方式
請參閱附圖1所示，為閉環電流控制的FET直流偏置原理圖，其中端口Vd接FET的漏極；端口Vg接FET的柵極。其工作過程如下1.通過電阻R13和R16分壓得到Vvc＝VCC*R16/(R13+R16)，經過U3和U4B可得Vd≈Vvc，即漏極電壓完全由R13和R16決定，與漏極電流無關。
2.通過電阻R4和R9分壓得到Vic＝VCC*R9/(R4+R9)，先經過跟隨器U3B，通過加法器U4A與Vvc相加(設R1＝R10，R2＝R5+R8)，即Vdh≈Vvc+Vic。FET的漏極電流等于流過R6的電流，即Id＝(Vdh-Vd)/R6≈Vic/R6。
這樣FET的漏極電流由R4、R9和R6決定。由于保留限流電阻R6，最大漏極電流Id max＝Vdh/R6，可避免FET因各種原因過流而燒毀。
3.當FET瞬間電流偏大時，Vd變小，即運放U4B的”+”輸入端電壓變小，Vg變得更負，從而減小Id；反之當FET電流偏小時，Vd變大，則Vg往正方向變化，增大Id。因此該電路是負反饋電路，能自動調節漏極電流。其中R11和C6的功能是適當延緩閉環系統的響應時間，避免環路發生振蕩。
另一方面，對于不同直流特性的FET管，只要設定好Vd和Id，電路能自動獲取Vg，確保不同批次的FET管在相同的偏置條件下工作。
4.電源輸出的兩個端口加了二極管，以避免給FET加瞬間反向電壓。
權利要求
1.一種場效應管微波放大器電源電路，其特征在于采用閉環運算放大器U3A、U4A和U3B、U4B，U3B的同相輸入端，由電阻分壓取得，其反相輸入端經電阻送至U4A的同相輸入端，U4A的輸出經電阻R6連接至場效應管漏極，作為漏極電壓；U3A的同相輸入端也由電阻分壓取得，其輸出端經電阻送至U4B的反相輸入端，U4B的的輸出，經隔離二極管與場效應管的柵極連接，作為柵極電壓。
全文摘要
本發明提供一種場效應管微波放大器電源電路，電路采用閉環運算放大器U3A、U4A和U3B、U4B，U3B的同相輸入端，由電阻分壓取得，其反相輸入端經電阻送至U4A的同相輸入端，U4A的輸出經電阻R6連接至場效應管漏極，作為漏極電壓；U3A的同相輸入端也由電阻分壓取得，其輸出端經電阻送至U4B的反相輸入端，U4B的的輸出，經隔離二極管與場效應管的柵極連接，作為柵極電壓。本發明優點是，閉環電流控制的FET直流偏置電路分別通過若干電阻阻值來設定漏極電壓和電流，使得不同FET在相同偏置電路下得到的漏極電壓和電流相同，從而確保FET工作時的特性一致。
文檔編號H03F3/189GK101034871SQ20071003763
公開日2007年9月12日 申請日期2007年2月16日 優先權日2007年2月16日
發明者陳松麟, 張勇 申請人:上海杰盛無線通訊設備有限公司