一种带温度补偿的放大器电路的制作方法

1.本发明涉及放大器电路领域，具体涉及一种带温度补偿的放大器电路。


背景技术：

2.现代通信系统为获得更高的数据传输速率，对功率放大器性能要求越来越高。功率放大器是信号发送的重要器件，它的性能对通信系统的线性度指标起着至关重要的作用。
3.现有放大器由隔值电容c1接三极管q1基极，三极管q1发射级接地，集电极通过电感l1接电源；三极管q1基极接偏置电路，然而该放大器电路在工作时，温度上升，q1会受温度影响改变特性。在实际使用过程中，用户根据q1的特性，如有时需要q1升温更快以加大q1放大效率或令q1升温相比工作温度升温更小从而防止q1升温过大导致放大器损坏，该电路无法满足这一需求，导致q1放大效率低或q1容易损坏的问题，影响用户使用。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服背景技术中存在的，由于用户无法根据q1的特性使q1升温更快以加大q1放大效率，或q1升温相比工作温度升温更小，以及由于q1升温过高导致的放大器损坏、q1放大效率低或q1容易损坏等影响到用户使用的问题。为遇到此类问题的用户提供一种带温度补偿的放大器电路，从而解克服由于q1升温导致的，影响到用户使用的上述问题。
5.为达成上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.方案一：一种带温度补偿的放大器电路,包括偏置电路和至少一个放大器，放大器包括三极管q1、隔值电容c1和电感l1，各级放大器的三极管q1的基极连接偏置电路和对应的隔值电容c1；各级放大器的三极管q1的集电极通过对应的电感l1连接电源，各级放大器的三极管q1的发射极接地，上一级放大器的三极管q1的集电极还连接下一级放大器的隔值电容c1；第一级放大器的隔值电容c1还连接外部输入信号,最后一级放大器的三级管q1的集电极连接外部电路；还包括与放大器一一对应的温度补偿电路，
7.温度补偿电路包括相互串联的第一补偿电路和第二补偿电路，第一补偿电路包括相互串联的电阻r11和三极管q11，三极管q11的基极和集电极与电源连接且三极管q11的基极和集电极短接，三极管q11的发射极与偏置电路和对应的放大器的三级管q1的基极连接；
8.第二补偿电路包括相互串联的电阻r12和三极管q12，三极管q12的基极和集电极短接且三极管q12的基极与集电极与对应的放大器的三级管q1的基极、三极管q11的发射极和偏置电路连接，且三极管q12的发射极接地。
9.方案二：基于方案一，电阻r11的一端与电源连接，另一端接三极管q11的基极和集电极，三极管q11的发射极与对应的放大器的三级管q1的基极和电阻r12的一端连接，电阻r12的另一端连接三极管q12的基极和集电极，三极管q12的发射极接地。
10.方案三：基于方案一，三极管q11的发射极通过电阻r11与对应的放大器的三级管
q1的基极和三极管q12的基极和集电极连接，三极管q12的发射极通过电阻r12接地。
11.方案四：基于方案一，三级管q1、三极管q11与三极管q12均为hbt三极管。
12.方案五：基于方案一，三极管q1的发射极通过电感l11接地。
13.方案六：基于方案一至方案五，电阻r12、电阻r11的电阻值可调。
14.方案七：一种带温度补偿的放大器电路,包括偏置电路和至少一个放大器，放大器包括三极管q1、隔值电容c1和电感l1，各级放大器的三极管q1的基极连接偏置电路和对应的隔值电容c1；各级放大器的三极管q1的集电极通过对应的电感l1连接电源，各级放大器的三极管q1的发射极接地，上一级放大器的三极管q1的集电极还连接下一级放大器的隔值电容c1；第一级放大器的隔值电容c1还连接外部输入信号,最后一级放大器的三级管q1的集电极连接外部电路；还包括与放大器一一对应的温度补偿电路，
15.温度补偿电路包括相互串联的第一补偿电路和第二补偿电路，第一补偿电路包括相互串联的电阻r11和二极管d11，二极管d11的输入端与电源连接，且二极管d11的输出端与对应的放大器的三级管q1的基极和偏置电路连接；
16.第二补偿电路包括相互串联的电阻r12和三极管q12，二极管d12的输入端与对应的放大器的三级管q1的基极、二极管d11的输出端和偏置电路连接，且二极管d12的输出端接地。
17.方案八：基于方案七，电阻r11的一端与电源连接，另一端连接二极管d11的输入端，二极管d11的输出端与对应的放大器的三级管q1的基极和电阻r12的一端连接，电阻r12的另一端连接二极管d12的输入端，二极管d12的输出端接地。
18.方案九：基于方案七，二极管d11的输出端通过电阻r11与对应的放大器的三级管q1的基极和二极管d12的输入端连接，二极管d12输出端通过电阻r12接地。
19.方案十：基于方案七至方案九，电阻r12、电阻r11的电阻值可调。
20.由上述对本发明的描述可知，相对于现有技术，本发明具有的如下有益效果：
21.1、第一技术方案，通过在传统放大器偏置电路基础上，增加三极管q11串联r11到电源支路；当温度升高时，q11的be结压降低，该支路流过的电流增大，等效于高温时增大了流向放大器q1基极的电流；同时，增加三极管q12串联r12到地支路，当温度升高时，三极管q12的be结压降低，该支路流过的电流增大，将减少流向放大器q1基极的电流。用户可以根据放大器q1的温度特性，灵活设计q11，r11，q12，r12四个变量，实现不同温度下的线性补偿。
22.2、第二技术方案，电阻r11和三极管q11串联的方式可以是电阻r11的一端与电源连接，另一端接三极管q11的基极和集电极，三极管q11的发射极与对应的放大器的三级管q1的基极和电阻r12的一端连接，电阻r12的另一端连接三极管q12的基极和集电极，三极管q12的发射极接地，从而使得第一补偿电路和第二补偿电路对流向q1基极的电流进行补偿，连接方式简单，方便接线。
23.3、第三技术方案，电阻r11和三极管q11串联的方式还可以是三极管q11的发射极通过电阻r11与对应的放大器的三级管q1的基极和三极管q12的基极和集电极连接，三极管q12的发射极通过电阻r12接地，也能够实现同第二技术方案的效果。
24.4、第四技术方案，三级管q1、三极管q11与三极管q12均为hbt三极管，三者同类型，基本性能相同，使得三极管q11与三极管q12更容易对三极管q1进行补偿，且hbt三级管对温
度敏感，性能随温度变化更明显，从而能更有效的到达三极管q1的放大效果或三极管q11与三极管q12补偿效果。
25.5、第五技术方案，三极管q1的发射极通过电感l11接地，从而使得匹配性更好，信号传输平稳。
26.6、第六技术方案，电阻r12、电阻r11的电阻值可调，在使用过程中也能进行调试，操作更加方便，且切换更方便，能在更宽的温度范围内工作并且仍能保持高线性。
27.7、第七技术方案，由于上述中三极管q11与三极管q12基极和集电极短接，因此，电流只流过基极，不流过集电极，等同于二极管，当工作温度升高时，d11和d12输入端和输出端间的电压差变化，从而导致对应支路流过的电流变化，其原理与三极管q11和三极管q12短接时相同，用户可以根据放大器q1的温度特性，灵活设计d11，r11，d12，r12四个变量，实现不同温度下的线性补偿。
28.8、第八技术方案，电阻r11和二极管d11串联的方式，电阻r11的一端与电源连接，另一端连接二极管d11的输入端，二极管d11的输出端与对应的放大器的三级管q1的基极和电阻r12的一端连接，电阻r12的另一端连接二极管d12的输入端，二极管d12的输出端接地，从而共同使得第一补偿电路和第二补偿电路对流向q1基极的电流进行补偿，连接方式简单，方便接线。
29.9、第九技术方案，电阻r11和二极管d11串联的方式，还可以是二极管d11的输出端通过电阻r11与对应的放大器的三级管q1的基极和二极管d12的输入端连接，二极管d12输出端通过电阻r12接地，也能够实现同第八技术方案的效果。
30.10、第十技术方案，电阻r12、电阻r11的电阻值可调，在使用过程中也能进行调试，操作更加方便，且切换更方便，能在更宽的温度范围内工作并且仍能保持高线性。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面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，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来说，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他的附图。
32.图1为现有的放大器电路图。
33.图2为本发明的放大器电路简图。
34.图3为本发明实施例一的放大器的电路详图。
35.图4为本发明实施例三的放大器的电路详图
36.主要附图标记说明：
37.第一放大器101；第二放大器102；第一温度补偿电路103；第二温度补偿电路104；偏置电路105。
具体实施方式
38.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的优选实施例，且不应看作是对其他实施例进行了排除。基于本发明实施例，本领域的普通技术人员在不作出创造性劳动的前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
39.本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“第一”、“第二”或“第三”等，都是为了区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
40.本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，对于方位词，如使用术语“中心”、“横向”、“纵向”、“水平”、“垂直”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位或位置关系以及基于附图所示的方位和位置关系，仅是为了便于叙述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或以特定的方位构造和操作，所以也不能理解为限制本发明的具体保护范围。
41.本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，除非另有明确限定，如使用术语“固接”或“固定连接”，应作广义理解，即两者之间没有位移关系和相对转动关系的任何连接方式，也就是说包括不可拆卸地固定连接、可拆卸地固定连接、连为一体以及通过其他装置或元件固定连接。
42.本发明的权利要求书、说明书及上述附图中，如使用术语“包括”、“具有”以及它们的变形，意图在于“包含但不限于”。
43.实施例一：
44.参考图2、图3，一种带温度补偿的放大器电路,包括偏置电路105和至少一个放大器以及与放大器一一对应的温度补偿电路，偏置电路105用于产生偏置电流使信号在整个信号周期在三极管q1的基极产生电流，从而放大整个信号周期，偏置电路105已是现有技术，在此不做过多赘述。
45.各放大器均包括三极管q1、隔值电容c1和电感l1，各级放大器的三极管q1的基极连接偏置电路105和对应的隔值电容c1；各级放大器的三极管q1的集电极通过对应的电感l1连接电源，各级放大器的三极管q1的发射极接地，上一级放大器的三极管q1的集电极还连接下一级放大器的隔值电容c1；第一级放大器的隔值电容c1还连接外部输入信号,最后一级放大器的三级管q1的集电极连接外部电路；本实施例优选的，放大器还包括电感l11，三极管q1的发射极通过电感l11接地，从而使得匹配性更好，信号传输平稳。应当了解的是，当仅有一个放大器时，其集电极连接外部电路。
46.温度补偿电路包括相互串联的第一补偿电路和第二补偿电路。
47.第一补偿电路包括相互串联的电阻r11和三极管q11，三极管q11的基极和集电极与电源连接且三极管q11的基极和集电极短接，三极管q11的发射极与对应的放大器的三级管q1的基极和偏置电路105连接；
48.第二补偿电路包括相互串联的电阻r12和三极管q12，三极管q12的基极和集电极短接且三极管q12的基极与集电极与对应的放大器的三级管q1的基极、三极管q11的发射极和偏置电路105连接，且三极管q12的发射极接地。
49.具体的，电阻r11的一端与电源连接，另一端接三极管q11的基极和集电极，三极管q11的发射极与对应的放大器的三级管q1的基极和电阻r12的一端连接，电阻r12的另一端连接三极管q12的基极和集电极，三极管q12的发射极接地；从而使得第一补偿电路和第二补偿电路对流向q1基极的电流进行补偿，连接方式简单，方便接线。
50.三级管q1、三极管q11与三极管q12均为hbt三极管，三者同类型，基本性能相同，使得三极管q11与三极管q12更容易对三极管q1进行补偿，且hbt三级管对温度敏感，性能随温
度变化更明显，从而能更有效的到达三极管q1的放大效果或三极管q11与三极管q12补偿效果。
51.本实施优选的，电阻r12、电阻r11的电阻值可调，从而方便调节流经第一补偿电路和第二补偿电路的电流。
52.应当了解的是，根据输出功率的选择，放大器可以仅有一个放大器或者超过两个，本实施例以两个放大器为例，如图3所示，该放大器电路包括偏置电路105、第一放大器101、第二放大器102、第一温度补偿电路103和第二温度补偿电路104；
53.输入信号进入第一放大器101，再连接第二放大器102至输出级；第一温度补偿电路103与第一放大器101以及第一放大器101的偏置电路105连接，第二温度补偿电路104与第二放大器102以及第二放大器102的偏置电路105连接；
54.第一放大器101由隔值电容c1接三极管q1基极，三极管q1发射级通过电感l11信号传输接地，集电极通过电感l1接电源；三极管q1基极接偏置电路105；
55.第一温度补偿电路103，其中的电阻r11、三极管q11、电阻r12与三极管q12串联。电阻r11一端接电源，另一端接三极管q11的基极和集电极，三极管q11的发射极接电阻r12的一端，同时接第一放大器101的三极管q1的基极，电阻r12的另一端接三极管q12的基极和集电极，三极管q12的发射极接地。
56.第二放大器102由隔值电容c2接三极管q2基极，隔值电容c2另一端接三极管q1的集电极，三极管q2发射级通过电感l22接地，三极管q2集电极接外部电路从而输出信号，三极管q2集电极还通过电感l2接电源；三极管q2基极接偏置电路105；
57.第二温度补偿电路104，其中的电阻r21、三极管q21、电阻r22与三极管q22串联。电阻r21一端接电源，另一端接三极管q21的基极和集电极，三极管q21的发射极接电阻r22的一端，同时接第二放大器102的三极管q2的基极，电阻r22的另一端接三极管q22的基极和集电极，三极管q22的发射极接地。
58.本发明电路中，通过在传统放大器偏置电路105基础上，增加三极管q11串联r11到电源支路；当温度升高时，q11的be结压降低，该支路流过的电流增大，等效于高温时增大了流向放大器q1基极的电流；同时，增加三极管q12串联r12到地支路，当温度升高时，三极管q12的be结压降低，该支路流过的电流增大，将减少流向放大器q1基极的电流。用户可以根据放大器q1的温度特性，灵活设计q11，r11，q12，r12四个变量，实现不同温度下的线性补偿。
59.如，当需要q1的温度随着工作温度上升时呈正相关(增加基极电流)，则减小r11的电阻、增大q11的发射极面积或增大r12的电阻、减小q12的发射极面积，或者两方式相互配合调节。
60.当需要q1的温度随着工作温度上升时呈负相关(减少基极电流)，则减小r12的电阻和增大q12的发射极面积，或增大r11的电阻、减小q11的发射极面积，或者两方式相互配合调节；第二放大器102的使用过程和设计过程同理。
61.由于在使用过程中，改变r11和r12的阻值更加容易，通过使得r11和r12的电阻可调，在使用过程中也能进行调试，操作更加方便，且切换更方便，能在更宽的温度范围内工作并且仍能保持高线性。
62.实施例二：实施例二与实施例一的区别在于r11与三极管q11位置互换，r12与三极
管q12位置互换，也能达到相同的效果。
63.具体的，三极管q11的基极和集电极与电源直接连接，三极管q11的发射极通过电阻r11与对应的放大器的三级管q1的基极、偏置电路105和三极管q12的基极和集电极连接，三极管q12的发射极通过电阻r12接地。
64.实施例三：参考图3，实施例三与实施例一的区别在于，三极管q11与三极管q12分别用二极管d11和二极管d12代替，由于三极管q11与三极管q12基极和集电极短接，因此，电流只流过基极，不流过集电极，等同于二极管。
65.具体的，温度补偿电路包括相互串联的第一补偿电路和第二补偿电路，第一补偿电路包括相互串联的电阻r11和二极管d11，二极管d11的输入端与电源连接，且二极管d11的输出端与对应的放大器的三级管q1的基极和偏置电路105连接；
66.第二补偿电路包括相互串联的电阻r12和二极管d12，二极管d12的输入端与对应的放大器的三级管q1的基极、二极管d11的输出端和偏置电路105连接，且二极管d12的输出端接地；
67.温度补偿电路包括相互串联的第一补偿电路和第二补偿电路，第一补偿电路包括相互串联的电阻r11和二极管d11，二极管d11的输入端与电源连接，且二极管d11的输出端与对应的放大器的三级管q1的基极连接；
68.第二补偿电路包括相互串联的电阻r12和三极管q12，二极管d12的输入端与对应的放大器的三级管q1的基极和二极管d11的输出端连接，且二极管d12的输出端接地。
69.具体的，电阻r11的一端与电源连接，另一端连接二极管d11的输入端，二极管d11的输出端与对应的放大器的三级管q1的基极和电阻r12的一端连接，电阻r12的另一端连接二极管d12的输入端，二极管d12的输出端接地；
70.当工作温度升高时，d11和d12输入端和输出端间的电压差变化，从而导致对应支路流过的电流变化，其原理与三极管q11和三极管q12短接时相同。
71.实施例四，其与实施例三不同的是，r11与三极管d11位置互换，r12与三极管d12位置互换，也能达到相同的效果。
72.具体的，二极管d11的输入端直接连接电源，二极管d11的输出端通过电阻r11与对应的放大器的三级管q1的基极和二极管d12的输入端连接，二极管d12输出端通过电阻r12接地。
73.上述说明书和实施例的描述，用于解释本发明保护范围，但并不构成对本发明保护范围的限定。通过本发明或上述实施例的启示，本领域普通技术人员结合公知常识、本领域的普通技术知识和/或现有技术，通过合乎逻辑的分析、推理或有限的试验可以得到的对本发明实施例或其中一部分技术特征的修改、等同替换或其他改进，均应包含在本发明的保护范围之内。