基于预失真技术的短波功率放大器线性化系统

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1、适合高效能模拟应用的线性电压稳压器作者：MarcusZimnik，区域部门应用经理线性稳压器是电子产业中最长期且最广泛被应用的集成电路之一，自从多年前问世以来，已经历多次重大的效能提升。本文说明多种线性稳压器架构的基本运作原则，并择要说明其中最重要的参数，最后归结针对特定规格选用适当线性稳压器的要点。基本线性稳压器运作线性稳压器电路包含四个功能区块，分别是参考电压、导通组件(passelement)、取样电阻及误差放大器，如图1所示。图1：线性稳压器基本组成组件导通组件是由芯片的误差放大器所控制，误差放大器会监视反馈的状况，并且与内部固定的参考电压进行比较，然后会开启或限制导通组件，以便当输入

2、电压产生变动时仍能维持恒定的输出电压，以及提供负载所需的输出电流。大多数的线性稳压器也具有用来保护稳压器的过电流及高温保护电路。重要定义：最小电压差及静态电流最小电压差(DropoutVoltage)稳压器若要正常的工作，输入端和输出端的电压差就必须超过某个最小值，这个值就称为「最小电压差」，请见图2的图解说明。图2：最小电压差最小电压差小于1V的线性稳压器通常被归类为低压降线性稳压器(LDO)，而最小电压差大于1V的线性稳压器则被归类为标准线性稳压器。如果输入电压接近输出电压，而且需将功耗降至最低，此时就需要使用LDO。静态电流静态电流也称为接地电流，这是指输入电流与输出电流之间的差异。若要

3、发挥最大效率，需要低静态电流。静态电流包含偏移电流(例如带隙基准源(band-gapreference)、取样电阻及误差放大器电流)及串行导通组件的闸极/基极(gate/base)驱动电流，后者不会产生输出功率。静态电流值大部分是由串行导通组件和稳压器拓朴所决定。线性电压稳压器的分类线性电压稳压器是按照导通组件技术进行分类，包括：NPN-Darlington、NPN、PNP、PMOS及NMOS稳压器。表1显示不同的类型以及一般最小电压差与静态电流特性。导通组件技术最小电压差VDO静态电流Iq说明NPN-DarlingtonVCE(sat)+2VBE=1.6…2.5VIq=Ibias=(Ia+I

4、r+Is)这是最旧式的线性稳压器技术。这需要最低输出电流来进行调节。此一电流是导通组件的基极电流。范例装置：TL317。

5、态电流高于NPN稳压器。范例装置：TL5209PMOSIo*Ron~35...350mVRon：传输组件的导通电阻。Io：输出电流。aMOSFET导通组件是电压控制装置，不过与双极晶体管不同，在输出电流增加时不需要增加驱动电流，因此可获取相当低的静态电流(低于1mA)。aPMOS导通组件的驱动相当简单，但是需要最低输入电压，以确实提升信道的效能。范例装置：TPS75901NMOSNMOS线性稳压器需要电荷泵或大于Vin的驱动电压，才能提升NMOS的效能。范例装置：TPS73201PNP双极体晶体管一般被运用于低压降的应用，主要是因为这类晶体管很容易就能够达到低压降，然而，它会产生高静态电流，而

6、且效率不高，因此不适用于以发挥最高效率为首要考虑的应用。PMOS装置经过大量心力的开发，目前的效能已超越大多数的双极体装置。NMOS导通组件的最大优势是它的电阻不高，不过，闸极驱动的困难却使得这类导通组件在应用中显得并不理想。NMOSLDO（如TPS74901）能够在3A输出电流的情况下达到120mV最小电压差。与PMOS拓朴装置不同的是，输出电容器对于回路稳定性的影响不大。不论是搭配多颗电容器或甚至不搭配电容器，德州仪器推出的多款NMOSLDO都能稳定的运作。NMOS的瞬时响应也优于PMOS拓朴，对于低输入电压的应用更是如此。高效能线性电压稳压器的特殊功能最简易的电压稳压器只需要Vin、Vo

7、ut及GND等三个终端，在线性稳压器的演进中，下一步则需要加入ENABLE接脚，以便稳压器能够开关。数字应用的稳定性需求使得稳压器必须整合电源电压监控（supplyvoltagesupervisor,SVS）的功能，这些功能能够将RESET或POWERGOOD输出提供给处理器。内部比较器会监视稳压器输出电压，并且使数字系统在出现欠压状况时启动重设（RESET）。输出达到稳压状态时，会在经过一段时间