基站RF功率放大器偏置

基站中使用的功率放大器需要偏置才能获得适当的RF性能。本文解释了RF行业中普遍存在的两类偏置，分析了它们的特性，并展示了现有IC的实现方式。

目前基站放大器的首选功率器件是横向DMOS（LDMOS）MOSFET。本文用它来说明偏置技术。

射频等级和偏置

RF电路中使用的LDMOS放大器表现出不同的 非线性度，取决于直流偏置电平 输入射频波形在其上行驶。也就是说，虽然 保持恒定的射频门控信号，输出 电流的（I外） 谐波含量随直流偏置而变化 LDMOS器件的栅极（图1）发生变化。这 LDMOS放大器电流的谐波含量为 很重要，因为在RF负载中，它会产生功率干扰 使用本地带宽（带内干扰）或 具有相邻带宽（带外干扰）。

图1.LDMOS器件选通显示为不受控制的直流偏置。

当输出电流走路时出现最佳线性度 输入电压-360°导通角。操作 MOSFET以这种方式（即A类操作）产生 与以任何其他方式偏置时相比，失真更少。 然而，从功耗的角度来看，A类 操作最不理想，因为它消耗最多 直流电流。

在高射频功率下，给定标称电源电压 28V时，放大器中的直流功耗为 禁止。因此，射频工程师使用 AB 类 在放大器链的最后阶段偏置，而 在前面的阶段中支持A类操作，其中 功耗小几个数量级。在 AB 级，输出电流不跟踪 完全输入电压，从而影响放大器的导通 角度低于 360°。

AB 类射频信号的失真更为显著 比A类。这种失真的频谱更广 并且比A级人口更稠密。然而 AB 类功耗较低，因为平均值 进入放大器的电流较低。简而言之，基础 选择给定类别的商用RF放大器是一个 线性度和效率之间的权衡。

偏置要求和LDMOS行为

偏置需要管理LDMOS中的直流分电含量 温度和电源变化范围内的电流。这 最终目标是确保放大器的RF增益， 以及其失真水平，在限制范围内变化一致 有要求。在这方面，适当的偏置可以 辅助线性化技术以最大程度地减少失真。 控制LDMOS增益的方程为IOut= K （VGS- V千)2，其中 K 是电子引起的常数反射增益 移动性和V千是 FET 的阈值。K和V千与温度相关。图2中，LDMOS特性 在整个温度范围内显示。在AB类， 设计人员倾向于将偏置操作在 增益为正温度的交越区域 系数。在 A 类中，操作发生在 交叉区域。

图2.LDMOS特性在整个温度范围内显示。

控制 A 类和 AB 类偏置 DS1847

图3所示为双通道、温控DS1847 控制LDMOS栅极的可变电阻 放大器。DS1847的内部温度传感器 为其查找表提供温度读数。这些 查找表可调整 IC 的两个 256 位变量 电阻，使放大器的栅极接收适当的偏置 电压。用户对查找表进行编程以生成 恒定的LDMOS放大器输出电流。指 图 2（或制造商特定的数据曲线）为 低密度计特征。通过使用两个电阻器 衰减基准电压，对温度不敏感 电压保持不变。

图3.DS1847为双通道、温控可变电阻，用于控制LDMOS放大器的栅极。

审核编辑：郭婷