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这样的偏置方式适合手高功率、高效率放大器的设计,而且引入的源极反馈最小,对管芯的参数变化不会明显,放大器容易稳定。 2直流偏置电路设计 在进行功率放大器设计时,一定要让电路在正确的直流偏置状态下运行。为了保护场效应功率管,一般都要求先给器件的栅极提供直流偏置,再给漏极提供直流偏置。基于mmic器件的功率放大器设计中,直流偏置电路不仅要隔离射频信号,而且能提供放大器正常工作时的时序偏置电压和电流。为了保证芯片的安全正常工作,使直流供电电路具有时序的开关响应,选用maxim公司的负压器件max881r,一方面提供功放芯片所需的负电压,另一方面在负压稳定后产生控制电平的pok,实现供电电路的时序特性。同时选用international rectifier公司的高速开关器件irf9540n,完成对功放单片的供电控制。max881r的模型和主要控制时序图如图1和图2所示。 由图2可以看出,当芯片max881r开始工作时,7脚out输出负电压-2 v,通过分压电路设置转换为合适的负压然后送给功率放大器芯片tc3331的栅极,以满足vgs的需要。当vgs的电压到达输出要求的92.5%时,
的环节, 同时关系到后续电路设计能否很好的满足系统的性能要求。设计采用transcom 公司的phemt mmic 功放单片tc3331,tc3331 是两级的mmic 功率放大器。工作频段为3.3~3.8ghz(-3db 带宽),可以实现带宽500mhz, 输出功率30dbm, 功率增益30db, 工作电压一般为7v、电流为700ma。输入驻波比vwsr 最大值为2:1。具有低成本、高性能的优点。 3.1.1 电路原理图 图2 tc3331 功放电路设计原理图。 电路利用芯片max881r 实现直流偏置电路。基于mmic器件的功率放大器设计中,直流偏置电路不仅要隔离射频信号,而且能提供放大器正常工作时的时序偏置电压和电流。直流电源提供正确的电压值(约3.7v)给max881r。芯片max881r 的7 脚out 一般输出为-2v, 但是该输出值是可以通过6 脚外接电路调节的,通过电阻r3 和r4 与6 脚接合在一起进行电路分压,此时out 输出的值为-1v,以满足tc3331 直流偏置vg=-1v的供电要求。调节的计算公式分别如(3)式和(4)式所示: 因为tc3331 要
z到几十khz时,往往需要外接10p.f的泵电容;新型电荷泵器件工作频率已提高到几百khz,个别的甚至到1mhz,其外接泵电容容量可降到1~0.22μf。 icl7660的工作频率为10khz,其外接泵电容容量为10μf;新型tc7660h的工作频率提高到了120khz,其外接泵电容容量已降为1μf;max1680/1681的工作频率高达1mhz,在输出电流为125ma时,外接泵电容容量仅为1 μf;tc1142的工作频率为200khz,输出电流为20ma时,其外接泵电容容量仅为0.47μf;max881r的工作频率为100khz,输出电流较小,其外接泵电容容量仅为0.22μf。若采用sot-23封装的器件及贴片式电容器,则整个电荷泵变换器的面积可做得很小。 (5)输出负电压可调整 一般的电荷泵的输出负电压uout=-uin,是不可调整的,但新型产品max1673可外接两个电阻r1、r2来调整输出负电压,如图所示。输出电压uout与电阻r1、r2的关系为 式中,uref为外接的基准电压(典型值为1.235v)。 为保证反馈环路的稳定性,并减小由于bb引脚的偏置电压所产生的误