PA Bias的驱动电路设计方法介绍

在任何无线基站应用中，射频（RF）信号最初以低功率形式生成，但需要经过放大才能进行传输——这一过程由直接连接天线的功率放大器完成。

为确保功率放大器正常工作，必须向其内部每个FET的栅极施加偏置电压，以维持所需的漏极电流。需要说明的是，此处仅展示了功率放大器多级结构中的一个FET，但功率放大器的每一级结构都与此类似。

当偏置电压达到预设值后，射频信号会耦合到栅极电压上，随后信号被放大并输出至下一级，或直接用于传输。

然而，设定栅极偏置电压并非易事：

- 温度变化会导致功率放大器漏极电流产生非线性变化；

- 随着使用时间的推移，功率放大器性能会逐渐衰减，进一步引发漏极电流的非线性变化。

因此，针对这些非线性变化主动校正栅极偏置电压已成为必要措施。下面我们将介绍一个能够实现这种校正的系统。

这个系统架构看起来应该很熟悉，它包含了DAC和功率放大器。

并且还包含了一些组件来实现系统监测功能：

1. 电源监测（上图顶部）：监测供电电源状态，确保系统级工作正常；

2. 电流监测（上图中部）：测量流过传感电阻的电流，由此掌握功率放大器的漏极电流情况；

3. 温度监测：测量功率放大器的温度，以实时跟踪其温度变化（无论是系统内部发热还是外部环境温度影响）。

所有这些监测数据都由ADC读取，系统根据这些数据判断如何重新调整功率放大器的偏置。

通过分立元件搭建这套系统，是实现功率放大器监测与控制的一种可行方案，但这种方式存在明显缺点——成本高且实施难度大。

另一种更优的解决方案是将所有这些组件集成到单一器件中，简化操作流程。

下面以TI的AMC7834芯片为例，上图是其简化框图：

- 模拟输入：用于监测系统电压（如供电电压）；

- 电流检测输入：用于测量功率放大器的漏极电流；

- 远程与本地温度传感器：监测各类发热效应（包括器件自身及外部环境）；

- SAR ADC：读取所有输入的监测数据；

- 多通道DAC：输出合适的偏置电压，驱动FET栅极。

该芯片可支持控制8路不同的偏置电压，能够适配主流的FET技术，包括LDMOS、GaAs和GaN。

通过梳理AMC7834的所有输入/输出接口，能更清晰地理解其各组件的具体作用。此外，尽管未在内部框图中显示，AMC7834还支持自主控制模式：只需在寄存器中设定目标漏极电流，器件便可自动监测漏极电流，并自主更新DAC输出的偏置电压。

在需要自主控制的系统中，这一特性可使主系统无需占用额外资源来维持功率放大器的偏置设置，从而提供了一套功能强大的一体化解决方案，有效应对功率放大器偏置过程中的各类挑战。

关于该芯片更详细的使用方法可以登录器件的官网进行查看。