基于DS4303為LDMOS RF功率放大器提供偏置

LDMOS RF功率放大器因其極高的性價比在GSM和CDMA基站市場占據(jù)了主導(dǎo)地位。使用LDMOS放大器時，保證高性能的一個關(guān)鍵因素是補(bǔ)償柵極偏置電壓，以在 溫度變化時保持恒定的靜態(tài)電流。Maxim的DS1870偏置控制器是目前眾多的LDMOS RF功放偏置方案中的一款。這篇應(yīng)用筆記對采用DS4303實(shí)現(xiàn)模擬偏置方案進(jìn)行了說明。

DS4303概述

DS4303 (圖1)是采樣和無限保持電壓基準(zhǔn)，可接受模擬輸入電壓并利用一個12位數(shù)/模轉(zhuǎn)換器(DAC)在其輸出端恢復(fù)該電壓。一旦輸出端恢復(fù)了輸入電壓，芯片將 輸出編碼保存至EEPROM，產(chǎn)生非易失模擬基準(zhǔn)電壓。輸出電壓由內(nèi)部低溫度系數(shù)的基準(zhǔn)產(chǎn)生，并通過滿擺幅運(yùn)放進(jìn)行緩沖。

圖1. DS4303功能框圖

DS4303 LDMOS偏置電路

圖 2所示電路可用于對LDMOS的柵極電壓進(jìn)行溫度補(bǔ)償。該電路的輸出電壓等于DS4303的VOUT乘以2再加上PNP的VBE。經(jīng)過兩倍壓后的 DS4303電壓是具有低溫度系數(shù)的電壓源。PNP管VBE的溫度系數(shù)大約為+2mV/°C，為LDMOS提供溫度補(bǔ)償。假定PNP管與LDMOS具有良 好的導(dǎo)熱通道，則該電路可以為LDMOS提供良好的溫度補(bǔ)償。 為對該電路進(jìn)行較準(zhǔn)，將所要求的DS4303輸出電壓接至VIN引腳，并調(diào)節(jié)信號拉低以觸發(fā)DS4303更新輸出電壓。一旦DS4303完成更新，采用電 流檢測放大器測量靜態(tài)電流；并重復(fù)該過程，直到達(dá)到合適的偏置電壓。必須保持連接到DS4303的輸入穩(wěn)定，以保證其輸出電壓達(dá)到正確數(shù)值。

圖2. DS4303 LDMOS

RF功放偏置電路

DS4303 偏置電路與DS1870方案的比較 DS4303模擬電路解決方案的主要優(yōu)勢是簡便、成本低。如果該電路靠近LDMOS放置，PNP管與LDMOS之間良好的導(dǎo)熱通道可以使柵極電壓隨著溫度 正確變化。相對于查找表來說，該解決方案的另一優(yōu)點(diǎn)是易于編程，因?yàn)榫幊提槍Φ氖菃蝹€溫度偏置點(diǎn)。該方案在初始化編程完成后為全模擬方式，所以一旦系統(tǒng)校 準(zhǔn)完畢，更新查找表不會造成輸出瞬變。

DS1870提供的方案可以實(shí)現(xiàn)靈活的校準(zhǔn)過程，可針對不同應(yīng)用進(jìn)行定制。該芯片能夠根據(jù)溫度和漏極 電壓對LDMOS柵極電壓進(jìn)行偏置?？筛鶕?jù)需要提供非線性或線性增益補(bǔ)償。因?yàn)镈S1870具有不同增益，即使芯片與LDMOS之間沒有很好的導(dǎo)熱通道， 也可以進(jìn)行有效的溫度補(bǔ)償。與其它混合信號LDMOS偏置電路不同，DS1870可由工廠編程，作為獨(dú)立的偏置電路工作。通過I²C兼容的串行總線訪問芯 片內(nèi)部的5路ADC，監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)；此外，還可以根據(jù)需要設(shè)置監(jiān)控參數(shù)，產(chǎn)生報警信號，用來驅(qū)動處理器中斷或關(guān)閉放大器。有關(guān)DS1870的詳細(xì)資 料，可從Maxim網(wǎng)站下載。