ADI恒定電流偏置解決方案詳解

功率放大器PA是通信系統(tǒng)中的一顆重要器件。為了使PA工作在合適的偏置下并充分發(fā)揮其性能，其偏置控制電路不容忽視。

從偏置的角度可以將PA分為兩類，一種是自偏置放大器，另一種為外部偏置放大器。自偏置放大器有一個內部電路用來社會合適工作的偏置點。這類放大器通常適合寬帶低功耗應用，使用起來較為簡單。但可能無法提供最佳的性能，因為內部阻性偏執(zhí)電路無法充分補償批次、器件和溫度的差異。

對于偏置外部偏置放大器主要由恒定柵極電壓和恒定漏極電流。恒定漏極電流在很多場景的得到應用。這種方法首先是設置柵極電壓來實現(xiàn)所需要的漏極電流值，然后監(jiān)控放大器的漏極電流并不斷調整柵極電壓從而保持漏極電流的恒定。本文主要介紹ADI恒定電流偏置解決方案。

從上表可以看到這幾顆有源偏置控制器的主要特性，它們可以產生常需要的柵壓負電壓以及第二級柵壓，同時可以提供過流，欠流報警，其閾值可設置。由于主要原理相同，下面著重以HMC980介紹有源偏置控制器的使用。

上圖為HMC980有源偏置控制器的典型應用圖，結構簡單明了。PA的目標漏極電流由Pin20的電阻設定。為了獲得穩(wěn)定的偏置電流，R10需要選用高精度以及溫度系數小的電阻元件。由于HMC980內部的開關管本身具有阻抗，因而Vdd可以根據后級PA所需要的漏極電壓加上該開關管上消耗的電壓。VGATE即為PA提供合適的電壓，VNEG用于設置VGATE的電壓范圍，默認為-2.46V。VNEG和VGATE腳的電壓都可以接連到VNEGFB和VGATEFB上的電阻值進行調節(jié)。CPOUT腳需要通過兩個二極管和電容與VNEG相連來構成負壓產生電路。同時P21,22，23可以通過配置電阻來設置過流，欠流的報警門限值。VGATE上的電容一方面可以起到濾波的效果同時可以通過其來調節(jié)柵壓上升時間。在需要的時候也可以在該引腳串接小電阻來避免電壓改變時可能帶來的過沖導致的震蕩。

除了上面三顆芯片，ADI還有集成ADC，DAC，電流檢測以及溫度傳感器的單芯片AD7293。其結構圖如下。

其電流檢測支持高達60V的共模電壓，DAC的輸出電壓范圍可以設置為-5~0V，-4V~1V和0V~5V?？梢詽M足幾乎所有的常用PA的偏置需求。

本文簡單地介紹了ADI關于恒定漏極電流放大器的兩種有源偏置控制芯片，一種以HMC980位代表的模擬閉環(huán)方式，其使用簡單靈活。但其支持的漏極電壓和漏極電流大小有限。另一種為單片集成電流檢測，溫度傳感器以及ADC, DAC的AD7293。其支持的通道數目多，且漏極電壓和漏極電流大小范圍廣。