有源偏置电路、放大器芯片及无线通信系统

本发明涉及电力电子，特别是涉及一种有源偏置电路、放大器芯片及无线通信系统。

背景技术：

1、随着5g等无线通信技术的快速发展，产业界对于无线通信系统的研究逐渐深入，射频收发模块作为无线通信系统的关键组成，是系统设计的重要内容，决定着系统性能的好坏。射频收发模块主要包括放大器、滤波器、混频器等关键器件，其中放大器作为有源器件的重要组成部分，对于整个无线通信系统的构建起到了重要作用。

2、在放大器的设计过程中，晶体管静态工作点的选取是决定放大器性能指标的关键因素之一，而栅压作为决定静态工作点的关键因素之一，在设计放大器的过程中起到了至关重要的作用。使用传统有源偏置电路提供栅压时，电路中晶体管因工艺角波动存在vto(开启电压)波动现象，导致输出栅压的跟随能力不足，从而降低了放大器的可靠性。因此，如何增强有源偏置电路输出栅压的跟随能力，是本领域技术人员迫切想要解决的技术问题。

3、应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种有源偏置电路、放大器芯片及无线通信系统，用于解决传统有源偏置电路存在栅压跟随能力不足的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种有源偏置电路，所述有源偏置电路包括：

3、第一晶体管、第二晶体管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻及驱动模块；

4、所述第一晶体管的漏极经所述第一电阻及所述第二电阻连接第一电源，源极经所述第三电阻及所述第四电阻连接参考地，栅极连接所述第五电阻与所述第六电阻的连接节点；

5、所述第二晶体管的漏极连接所述第一电源，源极经所述第五电阻及所述第六电阻连接参考地，栅极连接所述第一电阻与所述第二电阻的连接节点；

6、所述驱动模块连接所述第一晶体管的漏极，用于对所述第一晶体管漏极处的电压进行降压处理输出栅压。

7、可选地，所述第二晶体管的漏极由连接所述第一电源更换为连接第二电源，所述驱动模块还连接所述第二电源，用于对所述第一晶体管漏极处的电压及所述第二电源的电压进行降压处理输出栅压；其中，所述第一电源及所述第二电源的电压相同或不同。

8、可选地，所述有源偏置电路还包括：第七电阻，连接于所述第二电源及所述驱动模块之间。

9、可选地，所述有源偏置电路还包括第八电阻、第九电阻及第十电阻中的至少一个，所述第八电阻连接于所述第一晶体管的栅极及所述第五电阻与所述第六电阻的连接节点之间，所述第九电阻连接于所述第四电阻及参考地之间，所述第十电阻连接于所述第六电阻及参考地之间；其中，所述第四电阻与所述第九电阻的连接节点处引出有第一端子，所述第六电阻与所述第十电阻的连接节点处引出有第二端子。

10、可选地，所述第一晶体管及所述第二晶体管为phemt晶体管，所述第三电阻为mesa电阻，其余电阻为tfr电阻。

11、本发明还提供一种放大器芯片，所述放大器芯片包括：

12、如上所述的有源偏置电路及信号放大电路，所述信号放大电路根据所述有源偏置电路提供的栅压对输入信号进行放大处理。

13、可选地，所述放大器芯片包括低噪声放大器、功率放大器或中频放大器。

14、本发明还提供一种无线通信系统，所述无线通信系统包括：

15、射频收发模块，包括双工器、接收机及发射机；

16、所述双工器用于将从天线接收的接收信号输出至所述接收机及将所述发射机输出的发射信号输出至天线；

17、所述接收机连接所述双工器的接收端，用于对所述接收信号进行信号调制得到接收基带信号并输出至基带；

18、所述发射机连接所述双工器的发射端，用于对所述基带输出的发射基带信号进行信号调制得到所述发射信号并输出至所述双工器；

19、其中，所述接收机及所述发射机中的至少一个包括如上所述的放大器芯片。

20、可选地，所述接收机包括低噪声放大器、第一射频滤波器、第一混频器、第二射频滤波器及第一中频放大器；

21、所述低噪声放大器的输入端接收所述接收信号，输出端连接所述第一射频滤波器的输入端；所述第一射频滤波器的输出端连接所述第一混频器的第一输入端；所述第一混频器的第二输入端接收第一本振信号，输出端连接所述第二射频滤波器的输入端；所述第二射频滤波器的输出端连接所述第一中频放大器的输入端；所述第一中频放大器的输出端生成所述接收基带信号；

22、所述发射机包括第二中频放大器、第三射频滤波器、第二混频器、第四射频滤波器及功率放大器；

23、所述第二中频放大器的输入端接收所述发射基带信号，输出端连接所述第三射频滤波器的输入端；所述第三射频滤波器的输出端连接所述第二混频器的第一输入端；所述第二混频器的第二输入端接收第二本振信号，输出端连接所述第四射频滤波器的输入端；所述第四射频滤波器的输出端连接所述功率放大器的输入端；所述功率放大器的输出端生成所述发射信号；

24、其中，所述低噪声放大器、所述第一中频放大器、所述第二中频放大器及所述功率放大器中的至少一个采用所述放大器芯片实现。

25、可选地，所述无线通信系统包括雷达相控阵系统。

26、如上所述，本发明的有源偏置电路、放大器芯片及无线通信系统，通过全新的电路设计，极大地增强了电路输出栅压的跟随能力，提高了放大器芯片的稳定性、可靠性及量产一致性；而且能够克服传统偏置电路栅压上电过冲问题，具有电压拉偏鲁棒性高的特点。

技术特征：

1.一种有源偏置电路，其特征在于，所述有源偏置电路包括：

2.根据权利要求1所述的有源偏置电路，其特征在于，所述第二晶体管的漏极由连接所述第一电源更换为连接第二电源，所述驱动模块还连接所述第二电源，用于对所述第一晶体管漏极处的电压及所述第二电源的电压进行降压处理输出栅压；其中，所述第一电源及所述第二电源的电压相同或不同。

3.根据权利要求2所述的有源偏置电路，其特征在于，所述有源偏置电路还包括：第七电阻，连接于所述第二电源及所述驱动模块之间。

4.根据权利要求1～3任意一项所述的有源偏置电路，其特征在于，所述有源偏置电路还包括第八电阻、第九电阻及第十电阻中的至少一个，所述第八电阻连接于所述第一晶体管的栅极及所述第五电阻与所述第六电阻的连接节点之间，所述第九电阻连接于所述第四电阻及参考地之间，所述第十电阻连接于所述第六电阻及参考地之间；其中，所述第四电阻与所述第九电阻的连接节点处引出有第一端子，所述第六电阻与所述第十电阻的连接节点处引出有第二端子。

5.根据权利要求4所述的有源偏置电路，其特征在于，所述第一晶体管及所述第二晶体管为phemt晶体管，所述第三电阻为mesa电阻，其余电阻为tfr电阻。

6.一种放大器芯片，其特征在于，所述放大器芯片包括：

7.根据权利要求6所述的放大器芯片，其特征在于，所述放大器芯片包括低噪声放大器、功率放大器或中频放大器。

8.一种无线通信系统，其特征在于，所述无线通信系统包括：

9.根据权利要求8所述的无线通信系统，其特征在于，所述接收机包括低噪声放大器、第一射频滤波器、第一混频器、第二射频滤波器及第一中频放大器；

10.根据权利要求8或9所述的无线通信系统，其特征在于，所述无线通信系统包括雷达相控阵系统。

技术总结本发明提供一种有源偏置电路、放大器芯片及无线通信系统，其中，有源偏置电路包括第一晶体管、第二晶体管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻及驱动模块；第一晶体管的漏极经第一电阻及第二电阻连接第一电源，源极经第三电阻及第四电阻连接参考地，栅极连接第五电阻与第六电阻的连接节点；第二晶体管的漏极连接第一电源，源极经第五电阻及第六电阻连接参考地，栅极连接第一电阻与第二电阻的连接节点；驱动模块连接第一晶体管的漏极，用于对第一晶体管漏极处的电压进行降压处理输出栅压。通过本发明解决了传统有源偏置电路存在栅压跟随能力不足的问题。技术研发人员：张天龙,陈伟,陈华,莫炯炯,王志宇,郁发新,卢洪涛受保护的技术使用者：浙江大学技术研发日：技术公布日：2024/9/2