電子系統、功率放大器及其溫度補償方法
【專利摘要】本發明公開了一種電子系統、功率放大器及其溫度補償方法，功率放大器包括偏壓電路、輸出級電路與補償電路。偏壓電路用以提供參考電壓，其中參考電壓為具正溫度系數的第一電壓與具負溫度系數的第二電壓的總和。輸出級電路接收工作電壓。補償電路接收來自偏壓電路所傳送的具負溫度系數的補償電流，并且通過偏壓電路以提供具負溫度系數的補償電壓至輸出級電路。工作電壓為參考電壓與補償電壓的總和，功率放大器通過補償電路來穩定輸出級電路的輸入電流，或者當輸出級電路的輸出電流與輸入電流之間的比值常數為負溫度系數時且當溫度改變時，通過將輸入電流調整為正溫度系數以穩定輸出電流。
【專利說明】電子系統、功率放大器及其溫度補償方法
【技術領域】
[0001]本發明有關于一種功率放大器，且特別是關于一種具溫度補償的功率放大器。
【背景技術】
[0002]在現有技藝中，利用能帶隙參考電路來作為功率放大器中的偏壓電路，雖然可以提供具有接近零溫度系數的參考電壓，但是因為功率放大器中的功率放大器晶體管為雙極結型晶體管，其基極與射極間的電壓(VBE)與電流增益(Beta)具有負溫度系數的特性，所以VBE與電流增益(Beta)會隨著溫度的上升而遞減，進而可能會導致輸出電流與輸出功率下降的問題，故存在著功率放大器的線性度衰減以至使放大信號失真的隱憂。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種功率放大器，功率放大器包括偏壓電路、輸出級電路與補償電路。偏壓電路用以提供參考電壓，其中參考電壓為具正溫度系數的第一電壓與具負溫度系數的第二電壓的總和。輸出級電路電性連接偏壓電路，輸出級電路接收工作電壓。補償電路電性連接偏壓電路，補償電路接收來自偏壓電路所傳送的具負溫度系數的補償電流，并且通過偏壓電路以提供具負溫度系數的補償電壓至輸出級電路。其中，工作電壓為參考電壓與補償電壓的總和，功率放大器通過補償電路來穩定輸出級電路的輸入電流，或者當輸出級電路的輸出電流與輸入電流之間的比值常數為負溫度系數時且當溫度改變時，通過將輸入電流調整為正溫度系數以穩定輸出電流。
[0004]在本發明其中一個實施例中，偏壓電路包括第一晶體管、第二晶體管、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第三晶體管與電流源。第一晶體管的射極耦接接地電壓。第二晶體管的基極耦接第一晶體管的基極。第一電阻的一端耦接第一節點，第一電阻的另一端耦接第一晶體管的集極，其中第一節點輸出參考電壓至輸出級電路。第二電阻的一端耦接第一節點，第二電阻的另一端耦接第二晶體管的集極。第三電阻的一端耦接第二晶體管的射極，第三電阻的另一端耦接地電壓，所述第三電阻用以產生具正溫度系數的基射極壓差電流。第三晶體管的基極耦接第二電阻的另一端，第三晶體管的集極耦接第一節點，第三晶體管的射極耦接接地電壓，其中第三晶體管的基射極電壓為第二電壓。電流源的一端耦接一系統電壓，電流源的另一端耦接第一節點，電流源的電流為自系統電壓流向第一節點。其中基射極壓差電流乘以第二電阻為第一電壓。
[0005]在本發明其中一個實施例中，補償電路包括第四電阻。第四電阻的一端耦接第三晶體管的基極，第四電阻的另一端耦接接地電壓，所述第四電阻接收來自偏壓電路所傳送的具負溫度系數的補償電流，并且通過第二電阻提供具正溫度系數的補償電壓至輸出級電路。
[0006]在本發明其中一個實施例中，第四電阻兩端的跨壓為第三晶體管的基射極電壓，第三晶體管的基射極電壓為具負溫度系數的第二電壓。
[0007]在本發明其中一個實施例中，輸出級電路包括第五電阻與第四晶體管。第五電阻的一端接收工作電壓。第四晶體管的基極耦接第五電阻的另一端且接收輸入電流，第四晶體管的集極耦接系統電壓，第四晶體管的射極耦接接地電壓。第四晶體管的輸出電流與輸入電流之間的比值常數為具負溫度系數的貝塔(Beta)。
[0008]在本發明其中一個實施例中，通過負溫度系數的補償電壓且調整第三電阻或第四電阻的電阻值，能夠使得輸入電流為具正溫度系數的電流，進而使得功率放大器的輸出電流與輸出功率具有接近零溫度系數的特性。
[0009]在本發明其中一個實施例中，在第四晶體管的電流增益不隨溫度變化而產生飄移的情況下，通過負溫度系數的補償電壓且調整第三電阻的電阻值，以得到接近或等于零溫度系數的輸入電流。
[0010]本發明實施例提供一種電子系統，所述電子系統包括功率放大器與負載。功率放大器接收射頻輸入信號且輸出射頻輸出信號，其中當溫度變化時，補償電路用以穩定功率放大器所輸出的一輸出功率。負載耦接功率放大器，所述負載接收功率放大器所輸出的射頻輸出信號。
[0011]本發明實施例提供一種功率放大器的溫度補償方法，溫度補償方法包括下列步驟。提供參考電壓，其中參考電壓為具正溫度系數的第一電壓與具負溫度系數的第二電壓的總和；接收工作電壓通過調整補償電路使其提供正溫度系數的補償電壓，其中工作電壓為參考電壓與補償電壓的總和，并且通過補償電壓來穩定輸出級電路的輸入電流，或者當輸出級電路的輸出電流與輸入電流之間的比值常數為負溫度系數時且當溫度改變時，通過將輸入電流調整為正溫度系數的電流以穩定輸出電流。
[0012]綜上所述，本發明實施例所提出的電子系統、功率放大器及其溫度補償方法，能夠提供優良的溫度補償效應，使得功率放大器的輸出功率與輸出電流相對于溫度變化時仍然保持穩定，進而維持高線性度不致讓放大信號失真。
[0013]為使能更進一步了解本發明的特征及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，但是此說明與所附圖式僅是用來說明本發明，而非對本發明的權利要求范圍作任何的限制。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]上文已參考隨附圖式來詳細地說明本發明的具體實施例，藉此可對本發明更為明白，在該多圖式中:
[0015]圖1為根據本發明實施例的功率放大器的區塊示意圖。
[0016]圖2為根據本發明另一實施例的功率放大器的具體電路示意圖。
[0017]圖3A?3C為對應圖2的模擬曲線圖。
[0018]圖4為根據本發明實施例的電子系統的區塊圖。
[0019]圖5為根據本發明實施例的功率放大器的溫度補償方法的流程圖。
[0020]其中，附圖標記說明如下:
[0021]100、200、410:功率放大器
[0022]110:偏壓電路
[0023]112:電流源
[0024]120:輸出級電路[0025]130:補償電路
[0026]400:電子系統
[0027]420:負載
[0028]CV1、CV2、CV3:曲線
[0029]Cl:第一電容
[0030]C2:第二電容
[0031]GND:接地電壓
[0032]1、I1、12:電流
[0033]13:基射極壓差電流
[0034]IB:輸入電流
[0035]IC:輸出電流
[0036]ICP:補償電流
[0037]L1:第一電感
[0038]L2:第二電感
[0039]η 1:第一節點
[0040]Ql:第一晶體管
[0041]Q2:第二晶體管
[0042]Q3:第三晶體管
[0043]Q4:第四晶體管
[0044]Rl:第一電阻
[0045]R2:第二電阻
[0046]R3:第三電阻
[0047]R4:第四電阻
[0048]R5:第五電阻
[0049]RFIN:射頻輸入信號
[0050]RFOUT:射頻輸出信號
[0051]S510 ?S530:步驟
[0052]Vl:第一電壓
[0053]V2:第二電壓
[0054]VBE1、VBE2、VBE3、VBE4:基射極電壓
[0055]Vbias:工作電壓
[0056]VCC:系統電壓
[0057]VCP:補償電壓
[0058]VREF:參考電壓
【具體實施方式】
[0059]下文將參看圖式描述各種例示性實施例，本發明概念可能以許多不同形式來體現，故不應解釋為限于本文中所闡述的例示性實施例。應理解，雖然本文中可能使用術語第一、第二、第三等來描述各種元件，但此多個元件不應受此多種術語限制，此多種術語乃用以區分一元件與另一元件，因此，下文論述的第一元件可稱為第二元件而不偏離本發明概念的教不。
[0060]〔功率放大器的實施例〕
[0061]請參照圖1，圖1為根據本發明實施例的功率放大器的區塊示意圖。如圖1所示，功率放大器100包括偏壓電路110、輸出級電路120與補償電路130。輸出級電路120電性連接偏壓電路110。補償電路130電性連接偏壓電路110。在本實施例中，偏壓電路110可以是能帶隙參考電路(band-gap reference circuit),提供接近零溫度系數的參考電壓VREF,或是可以通過調整偏壓電路110中的電阻值以輸出接近零溫度系數的參考電壓VREF。
[0062]在本實施例中，偏壓電路110用以提供參考電壓VREF，其中參考電壓VREF為具正溫度系數的第一電壓Vl與具負溫度系數的第二電壓V2的總和。輸出級電路120接收射頻輸入信號RFIN與工作電壓Vbias，并且輸出射頻輸出信號RFOUT至下一級電路區塊(圖1未繪不)，其中輸出級電路120的輸入端與輸出端具有一輸入匹配電路(圖1未繪不)與輸出匹配電路(圖1未繪示)，以提供較佳的功率匹配效能。補償電路130接收來自偏壓電路110所傳送而來的具負溫度系數的補償電流ICP，并且通過偏壓電路110以提供具負溫度系數的補償電壓VCP至輸出級電路120。提供至功率放大器120的工作電壓Vbias可調成參考電壓VREF的η倍與補償電壓VCP的總和，其中η大于I。功率放大器100能夠通過補償電壓VCP(負溫度系數)來穩定輸出級電路120的輸入電流ΙΒ，或者當輸出級電路120的輸出電流與輸入電流IB之間的比值常數為負溫度系數時且當溫度改變時，通過將輸入電流IB調整為正溫度系數的電流以穩定輸出電流或輸出功率。
[0063]本揭示內容所述的正溫度系數指示其物理量(如電壓值、電流值或電阻值)與溫度之間成正比關系，也就是說，當溫度上升或下降時，其物理量會隨著溫度而上升或下降；本揭示內容所述的負溫度系數指示其物理量與溫度之間成反比關系，也就是說，當溫度上升或下降時，其物理量會隨著溫度而下降或上升。本揭示內容所述的零溫度系數指示其物理量(如電壓值、電流值或電阻值)與溫度之間為相互獨立的關系，也就是說，當溫度上升或下降時，其物理量并不會隨著溫度而上升或下降。
[0064]請繼續參照圖1，進一步教示功率放大器的具體動作，在無線通信手持設備中，主要的直流功率消耗來自于功率放大器100。因此，使功率放大器100既能具有高線性度而不致讓放大信號失真，并能同時具有高效率以延長通信時間，一直是射頻功率放大器設計的研究重點。因此，本揭示內容中的偏壓電路110為一能帶隙參考電路，能夠提供一參考電壓VREF至功率放大器100的輸出級電路120，其中參考電壓VREF為具正溫度系數的第一電壓Vl與具負溫度系數的第二電壓V2的總和，設計者能夠通過調整電阻值來提供具接近零溫度系數的參考電壓VREF至輸出級電路120。然而，如果當輸出級電路120的輸出電流與輸入電流IB之間的比值常數具負溫度系數的特性且當環境溫度變化時，輸出級電路120的輸出電流或輸出功率可能會隨著溫度的變化而產生改變，進而影響到功率放大器100的線性度。為了維持功率放大器100的線性度，本揭示內容提供一補償電路130，用以提供負溫度系數的補償電壓VCP，當環境溫度產生變化時能夠穩定功率放大器100的輸入電流ΙΒ，或者是輸出電流與輸出功率。
[0065]補償電路130耦接至偏壓電路110，以接收來自偏壓電路110所傳送而來的具負溫度系數的補償電流ICP，并且通過此補償電流ICP與偏壓電路110來提供具負溫度系數的的補償電壓VCP至功率放大器100的輸出級電路120。因此，輸出級電路120所接收的工作電壓Vbias為具正溫度系數的第一電壓Vl加上具負溫度系數的第二電壓V2再加上具負溫度系數的補償電壓VCP。
[0066]在一實施例中，輸出級電路120為一雙極結型晶體管(Bipolar JunctionTransistor, BJT)含HBT(GaAs，SiGe, Si)。雙極結型晶體管的基極接收工作電壓Vbias與射頻輸入信號RFIN，雙極結型晶體管的集級耦接至系統電壓，且輸出一輸出電流與射頻輸出信號，雙極結型晶體管的射極耦接接地電壓，其中雙極結型晶體管的輸出電流與輸入電流之間的比值常數為具負溫度系數的貝塔(β)，亦即電流增益(current gain)，并且雙極結型晶體管的基射極電壓為具負溫度系數的電壓。所以，設計者可以依據電路設計需求來將雙極結型晶體管的基極電流調整為具正溫度系數的電流，亦即將雙極結型晶體管的輸入電流調整為具正溫度系數的電流，進而雙極結型晶體管的輸出電流則可調整至接近于零溫度系數的電流。
[0067]須注意的是，如果先進工藝能使得雙極結型晶體管的電流增益的溫度系數為接近零溫度系數，則本揭示內容能夠通過補償電路130提供一負溫度系數的補償電壓VCP來與雙極結型晶體管的基射極電壓作一相消的動作，并且通過將參考電壓VRE調整為接近或等于零溫度系數的電壓，以對應地提供接近或等于零溫度系數的輸入電流IB。
[0068]據此，本揭示內容的功率放大器100通過補償電路130能夠提供良好的溫度補償效應，而設計者能夠依據實際應用需求來使得功率放大器100的輸入電流IB或輸出電流相對于溫度變化時仍然保持穩定，進而維持高線性度不致于讓放大信號失真。
[0069]在接下來的多個實施例中，將描述不同于上述圖1實施例的部分，相同部分則省略，此外，相似的參考數字或標號指示相似的元件。
[0070]〔功率放大器的另一實施例〕
[0071]請參照圖2，圖2為根據本發明另一實施例的功率放大器的具體電路示意圖。偏壓電路Iio包括第一晶體管Q1、第二晶體管Q2、第三晶體管Q3、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4與電流源112。輸出級電路120包括第五電阻R5與第四晶體管Q4。補償電路130包括第四電阻R4。在本實施例中，晶體管Ql?Q4為雙極結型晶體管(BJT)，電流源112可以利用電流鏡(current mirror)或阻抗提供元件(例如電阻)來實現。在一實施例中，補償電路130可以是另一阻抗提供元件所構成，并不以本實施例為限。
[0072]第一晶體管Ql的射極耦接接地電壓GND。第二晶體管Q2的基極耦接第一晶體管Ql的基極。第一電阻Rl的一端耦接第一節點nl，其另一端耦接第一晶體管Ql的集極。其中第一節點nl輸出參考電壓VREF至輸出級電路120，流經第一電阻Rl的電流Il為第一晶體管Ql的集極電流。第二電阻R2的一端耦接第一節點nl，其另一端耦接第二晶體管Q2的集極。第三電阻R3的一端耦接第二晶體管Q2的射極，其另一端耦接接地電壓GND，第三電阻R3用以產生具有正溫度系數的基射極壓差電流13。第三晶體管Q3的基極耦接第二電阻R2的一端，其集極耦接第一節點nl，其射極耦接接地電壓GND，第三晶體管Q3的基射極電壓VBE3為第二電壓。電流源112的一端耦接系統電壓VCC，電流源112的另一端耦接第一節點η I，其中電流I是由系統電壓VCC流向第一節點η I。其中，基射極壓差電流13乘上第二電阻R2為第一電壓。前述基射極壓差為第一晶體管Ql的基射極電壓VBEl減去第二晶體管Q2的基射極電壓VBE2。[0073]第四電阻R4的一端耦接第三晶體管Q3的基極，其另一端耦接接地電壓GND，第四電阻R4接收來自偏壓電路110所傳送的具負溫度系數的補償電流ICP，并且通過第二電阻R2提供具負溫度系數的補償電壓VCP至輸出級電路120。第五電阻R5的一端接收工作電壓Vbias。第四晶體管Q4的基極耦接第五電阻R5的另一端且接收射頻輸入信號RFIN與輸入電流IB，第四晶體管Q4的集極耦接系統電壓VCC且輸出射頻輸出信號RFOUT與輸出電流1C，第四晶體管Q4的射極耦接接地電壓GND。
[0074]進一步說明功率放大器200的具體作動。請繼續參照圖2，功率放大器的偏壓電路為決定功率放大器特性時非常重要的因子。尤其是，數字式移動電話等裝置中用于傳送的功率放大器需要高線性度，因此維持功率放大器的高線性度變得極為重要。晶體管Ql~Q3與電阻Rl~R3構成典型的能帶隙參考電壓電路，第一晶體管Ql的基射極電壓VBE1、第二晶體管Q2的基射極電壓VBE2與第三晶體管Q3基射極電壓VBE3為具負溫度系數的電壓。第三電阻R3的跨壓為具正溫度系數的電壓，亦即第三電阻R3的跨壓為第一晶體管Ql的基射極電壓VBEl減去第二晶體管Q2的基射極電壓VBE2，因此，流經第三電阻R3的基射極壓差電流13為第三電阻R3的跨壓除以第三電阻R3的電阻值，所述基射極壓差電流13為一具有正溫度系數的電流。
[0075]接著，關于補償電路130的第四電阻R4，第四電阻R4的跨壓為第三晶體管Q3的基射極電壓VBE3，為一具有負溫度系數的電壓。因此，流經第四電阻R4的補償電流ICP為第四電阻R4的兩端的跨壓除以第四電阻R4的電阻值。在忽略晶體管Ql~Q3的基極電流(base current)的合理假設下,流經第二電阻R2的電流12會等于射極壓差電流13與補償電流ICP的總和。因此，沿著節點nl，第二電阻R2與第三晶體管Q3的基射極的路徑且根據克西赫夫定律，節點nl所輸出的工作電壓Vbias為電流12乘上第二電阻R2加上基射極電壓VBE3，如方程式(I)所示，其中AVBE為第三電阻R3兩端的跨壓，(R2/R3) AVBE為具正溫度系數的第一電壓，VBE3為具負溫度系數的第二電壓，其中參考電壓VREF等于具正溫度系數的第一電壓與具負溫度系數的第二電壓的總和，而VCP等于(R2/R4)VBE3。
[0076]Vbias = [ ( ΔVBE/R3) + (VBE3/R4)]R2+VBE3 (I)`[0077]= (R2/R4)VBE3+(R2/R3) ΔVBE+VBE3
[0078]= VCP+VREF
[0079]由方程式(I)可知，工作電壓Vbias為參考電壓VREF加上補償電壓VCP。
[0080]接著，第四晶體管Q4的基射極電壓VBE4為具負溫度系數的電壓，且第四晶體管Q4基極會接收一輸入電流IB，所以輸入電流IB會如方程式(2)所示，并且第四晶體管Q4的輸出電流IC與輸入電流IB的關系如方程式(3)所示,其中β為電流增益(current gain),具有負溫度系數的特性。
[0081]IB= (Vbias - VBE4)/R5(2)
[0082]= ((R2/R4)VBE3+(R2/R3) ΔVBE+VBE3 — VBE4)/R5
[0083]IC= β XIB(3)
[0084]由于第四晶體管Q4的電流增益(亦即輸出電流IC除以輸入電流IB)為負溫度系數，因此如果要使得輸出電流IC為接近零溫度系數的電流，則須通過調整電阻R3與R4的電阻值來使得輸入電流IB為正溫度系數的電流。值得注意的是，輸入電流IB的正溫度系數的斜率絕對值須接近或等于電流增益(β)的負溫度系數的斜率絕對值，如此一來，才能使輸出電流IC或輸出功率具有較佳的溫度補償效應。
[0085]為了更清楚了解本揭示內容，請同時參照圖3A?3C，圖3A?3C為對應圖2的模擬曲線圖，此三圖中的橫座標皆代表溫度且溫度范圍設為-40°C至+120°C。在圖3A中，縱座標代表貝塔(電流增益)，隨著環境溫度的變化，貝塔(電流增益)的值會隨著溫度的上升而遞減。在圖3B中，縱座標代表工作電壓Vbias (曲線CV2)與輸入電流IB(曲線CVl)，工作電壓Vbias與輸入電流IB為經溫度補償后的電壓與電流，具有正溫度系數的特性。工作電壓Vbias與輸入電流IB的值會隨著溫度的上升而遞增。值得注意的是，曲線CVl的斜率絕對值越接近圖3A的曲線斜率絕對值，則功率放大器200的輸出電流IC的的溫度補償效應越佳。在圖3C中，縱座標代表工作電壓Vbias (曲線CV2)與輸出電流IC (曲線CV3)，輸出電流IC通過補償電路的溫度補償效應，能夠達到接近零溫度系數的特性，亦即，隨著溫度的改變，輸出電流IC依然能夠保持穩定，進而功率放大器200能夠輸出穩定的輸出功率，維持高線性度的需求。
[0086]據此，于實際應用上，本揭示內容的功率放大器200具有優良的溫度補償效應，使得功率放大器200的輸出功率與輸出電流相對于溫度變化時仍然保持穩定，進而維持高線性度不致于讓放大信號失真。換句話說，相較于現有技術，功率放大器200面對在環境溫度的變化下，比較不會遭遇任何線性度大幅衰減的問題。
[0087]須注意的是，請再參考方程式(2)，如果先進工藝能使得第四晶體管Q4的電流增益的溫度系數為接近零溫度系數，則本揭示內容能夠通過補償電路130提供一負溫度系數的補償電壓VCP來與第四晶體管Q4的基射極電壓作一相消的動作，并且通過調整電阻R3來使參考電壓VREF成為接近或等于零溫度系數的電壓，以提供接近零溫度系數的輸入電流IB，進而使得輸出電流IC或輸出功率不隨著溫度的變化而產生飄移。
[0088]簡單來說，在不脫離利用補償電路來提供負溫度系數的補償電壓作為工作電壓的一部分且通過調整電阻值來得到相對于溫度穩定的輸入電流或輸出電流的精神下，皆屬于本發明的技術思想所要揭示的范圍內。
[0089]應用上，輸出級電路120可更具有第一電感L1、第二電感L2、第一電容Cl與第二電容C2。第一電感LI稱接至第五電阻R5與第四晶體管Q4的基極之間,第一電容Cl的一端耦接第四晶體管Q4的基極，第一電容Cl的另一端耦接射頻輸入信號RFIN。第二電感L2耦接系統電壓VCC與第四晶體管Q4的集極之間。第二電容C2的一端耦接至第四晶體管Q4的集極，第二電容C2的另一端輸出射頻輸出信號RFOUT。
[0090]當功率放大器200尚未開始接收射頻輸入信號RFIN時，電感L1、L2會對直流呈現低阻抗狀態，例如短路，而電容Cl、C2則會對直流呈現高阻抗狀態，例如斷路。當功率放大器200開始接收射頻輸入信號RFIN時，電感L1、L2會對高頻信號呈現高阻抗狀態，例如斷路，而電容Cl、C2則會對高頻信號呈現低阻抗狀態，例如短路。據此，功率放大器400能夠在直流工作模式與交流工作模式順利的運作。
[0091]〔電子系統的一實施例〕
[0092]請參照圖4,圖4為根據本發明實施例的電子系統的區塊圖。電子系統400包括功率放大器410與負載420。功率放大器接收射頻輸入信號RFIN且輸出一射頻輸出信號RFOUT至負載，亦即功率放大器410在耦接系統電壓后，會提供一穩定的輸出功率至負載。功率放大器410可以是上述圖1與圖2實施例中的功率放大器100與200的其中之一，且用以提供穩定的輸出功率給負載。電子系統400可以是各種類型的電子裝置內的系統，電子裝置可以是例如手持裝置或行動裝置等。
[0093]〔功率放大器的溫度補償方法的一實施例〕
[0094]請參照圖5，圖5為根據本發明實施例的功率放大器的溫度補償方法的流程圖。本例所述的方法可以在圖1或圖2所示的功率放大器執行，因此請一并照圖1或圖2以利理解。功率放大器的溫度補償方法包括以下步驟:利用偏壓電路提供參考電壓，其中參考電壓為具正溫度系數的第一電壓與具負溫度系數的第二電壓的總和(步驟S510)。輸出級電路接收工作電壓(步驟S520)。補償電路接收具負溫度系數的補償電流，并且提供具負溫度系數的補償電壓至輸出級電路(步驟S530)。其中工作電壓為參考電壓與補償電壓的總和，并且通過補償電壓來穩定輸出級電路的一輸入電流，或者當輸出級電路的輸出電流與輸入電流之間的比值常數為負溫度系數時且當溫度改變時，通過將輸入電流調整為正溫度系數的電流以穩定輸出電流，維持功率放大器的高線性度。
[0095]關于功率放大器的溫度補償方法的各步驟的相關細節在上述圖1?圖2實施例已詳細說明，在此恕不贅述。圖5實施例的各步驟僅為方便說明的須要，本發明實施例并不以各步驟彼此間的順序作為實施本發明各個實施例的限制條件。
[0096]以上所述僅為本發明的實施例，其并非用以局限本發明的專利權利要求范圍。
【權利要求】
1.一種功率放大器，其特征在于，所述功率放大器包括: 偏壓電路，用以提供參考電壓，其中所述參考電壓為具正溫度系數的第一電壓與具負溫度系數的第二電壓的總和； 輸出級電路，電性連接所述偏壓電路，所述輸出級電路接收工作電壓；以及補償電路，電性連接所述偏壓電路，所述補償電路接收來自所述偏壓電路所傳送的具負溫度系數的補償電流，并且通過所述偏壓電路以提供具負溫度系數的補償電壓至所述輸出級電路， 其中所述工作電壓為所述參考電壓與所述補償電壓的總和，所述功率放大器通過所述補償電壓來穩定所述輸出級電路的輸入電流，或者當所述輸出級電路的輸出電流與所述輸入電流之間的比值常數為負溫度系數時且當溫度改變時，通過將所述輸入電流調整為正溫度系數的電流以穩定所述輸出電流。
2.如權利要求1所述的功率放大器，其特征在于，所述偏壓電路包括: 第一晶體管，其射極耦接接地電壓； 第二晶體管，其基極耦接所述第一晶體管的基極； 第一電阻，其一端耦接第一節點，其另一端耦接所述第一晶體管的集極，其中所述第一節點輸出所述參考電壓至所述輸出級電路； 第二電阻，其一端耦接所述第一節點，其另一端耦接所述第二晶體管的集極； 第三電阻，其一端耦接所述第二晶體管的射極，其另一端耦接所述接地電壓，所述第三電阻用以產生具正溫度系數的基射極壓差電流； 第三晶體管，其基極耦接所述第二電阻的另一端，其集極耦接所述第一節點，其射極耦接所述接地電壓，其中所述第三晶體管的基射極電壓為所述第二電壓；以及 電流源，其一端耦接系統電壓，其另一端耦接所述第一節點，其電流為自所述系統電壓流向所述第一節點， 其中所述基射極壓差電流乘以所述第二電阻為所述第一電壓。
3.如權利要求2所述的功率放大器，其特征在于，所述補償電路包括: 第四電阻，其一端耦接所述第三晶體管的基極，其另一端耦接所述接地電壓，所述第四電阻接收來自所述偏壓電路所傳送的具負溫度系數的所述補償電流，并且通過所述第二電阻提供具負溫度系數的所述補償電壓至所述輸出級電路。
4.如權利要求3所述的功率放大器，其特征在于，所述第四電阻兩端的跨壓為所述第三晶體管的基射極電壓，所述第三晶體管的基射極電壓為具負溫度系數的所述第二電壓。
5.如權利要求1所述的功率放大器，其特征在于，所述輸出級電路包括: 第五電阻，其一端接收所述工作電壓； 第四晶體管，其基極耦接所述第五電阻的另一端且接收所述輸入電流，其集極耦接系統電壓，其射極耦接接地電壓， 其中所述第四晶體管的所述輸出電流與所述輸入電流之間的比值常數為具負溫度系數的貝塔。
6.如權利要求2或3所述的功率放大器，其特征在于，通過調整所述第三電阻或所述第四電阻的電阻值，以使所述輸入電流為具正溫度系數的電流。
7.—種電子系統,其特征在于,所述電子系統包括:如權利要求1所述的功率放大器，接收射頻輸入信號且輸出射頻輸出信號，其中當溫度變化時，所述補償電路用以穩定所述功率放大器所輸出的輸出功率；以及 負載，耦接所述功率放大器，所述負載接收所述功率放大器所輸出的所述射頻輸出信號。
8.—種功率放大器的溫度補償方法，其特征在于，所述溫度補償方法包括: 提供參考電壓，其中所述參考電壓為具正溫度系數的第一電壓與具負溫度系數的第二電壓的總和； 接收工作電壓；以及 接收具負溫度系數的補償電流，并且提供具負溫度系數的補償電壓，其中所述工作電壓為所述參考電壓與所述補償電壓的總和； 其中所述溫度補償方法通過所述補償電壓來穩定所述輸出級電路的輸入電流，或者所述溫度補償方法當輸出級電路的輸出電流與所述輸入電流之間的比值常數為負溫度系數時且當溫度改變時，通·過將所述輸入電流調整為正溫度系數的電流以穩定所述輸出電流。
【文檔編號】H03F3/20GK103825558SQ201210462462
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2012年11月16日 優先權日:2012年11月16日
【發明者】丁兆明, 李威弦, 溫煌華 申請人:環旭電子股份有限公司, 環鴻科技股份有限公司