一种耗尽型自偏置放大器的复合温度补偿电路及耗尽型自偏置放大器的制作方法

本发明涉及微波单片集成电路，具体涉及一种耗尽型自偏置放大器的复合温度补偿电路及耗尽型自偏置放大器。

背景技术：

1、随着电子科技的发展，多功能一体化电子系统逐渐成为市场主流产品。一款幅相多功能芯片往往需要集成四级以上的放大器，由于gaas/gan hemt器件增益随温度升高而降低的特性，每级放大器在-55℃-125℃温度范围内都会产生约±1db的高低温增益变化量。为了保证芯片在复杂环境下的性能与可靠性，需要对芯片作温度补偿设计。

2、常用的温度补偿结构包括衰减器温度补偿、二极管温度补偿、偏置网络温度补偿。衰减器是通过在射频链路中引入衰减器，该衰减器中包含温敏电阻，通过设计高低温下的不同损耗，对温度变化导致的增益波动进行补偿，缺点是引入额外损耗，恶化放大器的性能；二极管温度补偿方案引入二极管，通过热敏电阻分压网络调节二极管偏置电压，从而控制射频信号通过量，实现温度补偿的目的，缺点是引入额外损耗和功耗，且占用尺寸较大；传统的偏置网络温度补偿结构采用温敏电阻分压网络或有源器件分压网络对双偏放大器的栅级负电压自适应调控，通过改变放大器偏置点实现温度补偿，不引入额外损耗且具有小型化的优势，但由于耗尽型自偏置放大电路没有额外的栅级负电压，是靠源极电阻与电容形成自偏置网络。因此传统的偏置网络温度补偿结构无法应用于耗尽型自偏置放大电路设计。

3、衰减器温度补偿会引入额外损耗，恶化放大器性能；二极管温度补偿不仅会带来额外损耗和功耗、芯片占用面积也比较大；传统偏置网络温度补偿虽无额外损耗，可小型化，但应用场景受限，不能用于耗尽型自偏置放大器电路。

技术实现思路

1、发明目的：本发明的目的在于提供一种耗尽型自偏置放大器的复合温度补偿电路及耗尽型自偏置放大器，能够实现对耗尽型自偏置放大器增益的自适应温度补偿，占用面积与功耗小。

2、技术方案：本发明的一种耗尽型自偏置放大器的复合温度补偿电路，所述复合温度补偿电路用于对耗尽型自偏置放大器的增益波动进行自适应温度补偿，该复合温度补偿电路包括温敏电阻rzal、分压电阻rrm、第一偏置电阻rs、第二偏置电阻r0、增强型phemt管芯m0；所述增强型管芯m0的源极接地，栅极分别与温敏电阻rzal、分压电阻rrm一端连接，温敏电阻rzal另一端接地，分压电阻rrm另一端接正电偏置vs；所述增强型管芯m0的漏极与第二偏置电阻r0一端相接，第二偏置电阻r0另一端与第一偏置电阻rs一端、耗尽型自偏置放大器相接，第一偏置电阻rs另一端接地。

3、进一步的，所述温敏电阻rzal与分压电阻rrm构成电阻分压网络，为增强型phemt管芯m0提供随温度自适应调节的栅偏置电压，进而对耗尽型自偏置放大器因温度变化导致的增益波动进行补偿。

4、进一步的，所述温敏电阻rzal方阻值与温度正相关，分压电阻rrm方阻值在-55℃-125℃范围内固定。

5、进一步的，所述第一偏置电阻rs阻值、第二偏置电阻r0阻值由放大电路静态工作点决定，增强型phemt管芯m0尺寸、温敏电阻rzal阻值、分压电阻rrm阻值由放大电路静态工作点与所需的温度补偿量共同决定。

6、进一步的，所述增强型phemt管芯m0栅电压与温度正相关。

7、进一步的，所述正电偏置vs与耗尽型自偏置放大器的电源vdc共用。

8、进一步的，所述温敏电阻rzal采用硼注入氮化硅材料制成，分压电阻rrm采用氮化钽金属膜材料制成。

9、基于相同的发明构思，本发明的一种耗尽型自偏置放大器，包括上述耗尽型自偏置放大器的复合温度补偿电路。

10、进一步的，该放大器采用自偏置共源放大电路或自偏置共源共栅放大电路。

11、进一步的，所述耗尽型自偏置放大器的复合温度补偿电路中的第二偏置电阻r0另一端与自偏置共源放大电路中的滤波电容cs一端或自偏置共源共栅放大电路中的滤波电容cs一端相接，自偏置共源放大电路中的滤波电容cs另一端或自偏置共源共栅放大电路中的滤波电容cs另一端均接地。

12、有益效果：与现有技术相比，本发明的显著技术效果如下：本发明通过调节增强型phemt管芯m0与电阻分压网络（由温敏电阻rzal与分压电阻rrm构成），能够实现对任意偏置下的耗尽型自偏置放大器的温度补偿作用，通过温敏电阻rzal阻值随温度变化，自适应调整耗尽型自偏置放大器栅极偏置电压对增益波动进行补偿，无需额外添加控制电路。本发明具有通用性强、便于小型化集成的优势。

1.一种耗尽型自偏置放大器的复合温度补偿电路，其特征在于：所述复合温度补偿电路用于对耗尽型自偏置放大器的增益波动进行自适应温度补偿，该复合温度补偿电路包括温敏电阻rzal、分压电阻rrm、第一偏置电阻rs、第二偏置电阻r0、增强型phemt管芯m0；

2.根据权利要求1所述的耗尽型自偏置放大器的复合温度补偿电路，其特征在于：所述温敏电阻rzal与分压电阻rrm构成电阻分压网络，为增强型phemt管芯m0提供随温度自适应调节的栅偏置电压，进而对耗尽型自偏置放大器因温度变化导致的增益波动进行补偿。

3.根据权利要求1所述的耗尽型自偏置放大器的复合温度补偿电路，其特征在于：所述温敏电阻rzal方阻值与温度正相关，分压电阻rrm方阻值在范围内固定。

4.根据权利要求1所述的耗尽型自偏置放大器的复合温度补偿电路，其特征在于：所述第一偏置电阻rs阻值、第二偏置电阻r0阻值由放大电路静态工作点决定，增强型phemt管芯m0尺寸、温敏电阻rzal阻值、分压电阻rrm阻值由放大电路静态工作点与所需的温度补偿量共同决定。

5.根据权利要求1所述的耗尽型自偏置放大器的复合温度补偿电路，其特征在于：所述增强型phemt管芯m0栅电压与温度正相关。

6.根据权利要求1所述的耗尽型自偏置放大器的复合温度补偿电路，其特征在于：所述正电偏置vs与耗尽型自偏置放大器的电源vdc共用。

7.根据权利要求1所述的耗尽型自偏置放大器的复合温度补偿电路，其特征在于：所述温敏电阻rzal采用硼注入氮化硅材料制成，分压电阻rrm采用氮化钽金属膜材料制成。

8.一种耗尽型自偏置放大器，其特征在于：包括权利要求1所述的耗尽型自偏置放大器的复合温度补偿电路。

9.根据权利要求8所述的耗尽型自偏置放大器，其特征在于：该放大器采用自偏置共源放大电路或自偏置共源共栅放大电路。

10.根据权利要求9所述的耗尽型自偏置放大器，其特征在于：所述耗尽型自偏置放大器的复合温度补偿电路中的第二偏置电阻r0另一端与自偏置共源放大电路中的滤波电容cs一端或自偏置共源共栅放大电路中的滤波电容cs一端相接，自偏置共源放大电路中的滤波电容cs另一端或自偏置共源共栅放大电路中的滤波电容cs另一端均接地。