应用笔记 3617

利用DS4303为LDMOS RF功率放大器提供偏置


摘要 : LDMOS RF功率放大器因其极高的性价比在GSM和CDMA基站市场占据了主导地位。使用LDMOS放大器时,保证高性能的一个关键因素是补偿栅极偏置电压,以在温度变化时保持恒定的静态电流。Maxim的DS1870偏置控制器是目前众多的LDMOS RF功放偏置方案中的一款。这篇应用笔记对采用DS4303实现模拟偏置方案进行了说明。

DS4303概述

DS4303 (图1)是采样和无限保持电压基准,可接受模拟输入电压并利用一个12位数/模转换器(DAC)在其输出端恢复该电压。一旦输出端恢复了输入电压,芯片将输出编码保存至EEPROM,产生非易失模拟基准电压。输出电压由内部低温度系数的基准产生,并通过满摆幅运放进行缓冲。

图1. DS4303功能框图
图1. DS4303功能框图

DS4303 LDMOS偏置电路

图2所示电路可用于对LDMOS的栅极电压进行温度补偿。该电路的输出电压等于DS4303的VOUT乘以2再加上PNP的VBE。经过两倍压后的DS4303电压是具有低温度系数的电压源。PNP管VBE的温度系数大约为+2mV/°C,为LDMOS提供温度补偿。假定PNP管与LDMOS具有良好的导热通道,则该电路可以为LDMOS提供良好的温度补偿。

为对该电路进行较准,将所要求的DS4303输出电压接至VIN引脚,并调节信号拉低以触发DS4303更新输出电压。一旦DS4303完成更新,采用电流检测放大器测量静态电流;并重复该过程,直到达到合适的偏置电压。必须保持连接到DS4303的输入稳定,以保证其输出电压达到正确数值。

图2. DS4303 LDMOS RF功放偏置电路
图2. DS4303 LDMOS RF功放偏置电路

DS4303偏置电路与DS1870方案的比较

DS4303模拟电路解决方案的主要优势是简便、成本低。如果该电路靠近LDMOS放置,PNP管与LDMOS之间良好的导热通道可以使栅极电压随着温度正确变化。相对于查找表来说,该解决方案的另一优点是易于编程,因为编程针对的是单个温度偏置点。该方案在初始化编程完成后为全模拟方式,所以一旦系统校准完毕,更新查找表不会造成输出瞬变。

DS1870提供的方案可以实现灵活的校准过程,可针对不同应用进行定制。该芯片能够根据温度和漏极电压对LDMOS栅极电压进行偏置。可根据需要提供非线性或线性增益补偿。因为DS1870具有不同增益,即使芯片与LDMOS之间没有很好的导热通道,也可以进行有效的温度补偿。与其它混合信号LDMOS偏置电路不同,DS1870可由工厂编程,作为独立的偏置电路工作。通过I²C兼容的串行总线访问芯片内部的5路ADC,监控系统的运行状态;此外,还可以根据需要设置监控参数,产生报警信号,用来驱动处理器中断或关闭放大器。有关DS1870的详细资料,可从Maxim网站下载。