来自Integration的数字动态偏置集成电路Spider IA4910专为偏置LDMOS器件而设计，将偏置功能从固定的静态值转变为数字控制的动态变量。本文介绍了几种可调偏置电压的选择，并详细介绍了Spider IA4910的功能和性能特点。

图1. 偏置温度补偿方法。

　　功率放大器的OEM们希望能在当今竞争激烈的2G和3G基站市场保持较强的竞争力，这样他们就需要找到一种既能降低成本，又能不断提高射频性能并拥有更强功能的新方法。Spider IA4910是一种获得可调偏置的全集成数字解决方案，该方案降低了与实现偏置功能相关的总体成本，同时又为2G和3G基站应用提供了一种管理LDMOS温度响应的功能。

　　获得可调偏置电压的几种选择

　　当今的蜂窝系统对线性度要求越发严格，需要将晶体管偏置在AB类，从而获得相对于功率的效率和线性之间的有效折衷。过去，使用高精度多匝微调电位器产生并设置静态偏置已能获得AB类工作所要求的静态栅极控制电压。然而，当前设计工程师的需求已从需要人工边测边调进行偏置设定的简单模拟偏置电路转向更为复杂、更昂贵的模拟电路，或者是可以实现每种功能所需的由若干个分立集成电路组成的数字偏置电路。

图2：带有参数输入端和读出器的Spider接口。

　　正是由于具有竞争力的放大器设计要求更为精确的、可为每个射频晶体管及其特定的最佳温度曲线而定制的偏置响应，这些更为复杂、更为昂贵的电路才应运而生。与末级器件相比，驱动级或预驱动级LDMOS器件需要完全不同的偏置电压和温度响应。

　　可调偏置具有许多优势，比如：最佳温度响应、具备重新设置偏置以补偿漂移或老化而造成影响的功能，或者全自动化的工厂校准和测试的劳动力成本优势。设计工程师若要利用这些优势，就需要采取某种数字偏置方案。对一个典型结构的功率放大器(前置放大级有两个晶体管，输出级有四个晶体管)而言，实现可调偏置基本功能的必要材料开支包括：若干EMI滤波器、单独的偏置电路、一个D/C连接器、一个EEPROM、若干模/数和数/模转换器。然而，这依然不能提供一个完整解决方案级的选择。

　　全集成数字动态偏置方案

　　Spider IA4910是一种全新的、完全集成的数字动态偏置解决方案，其可编程的模拟输出端可随温度变化自动偏置各种功率晶体管，尤其适用于LDMOS器件。采用Spider，可调偏置的目标就变成如何在整个温度范围内获得射频功率放大器各种参数的最佳性能。

　　Spider拥有独特的固件结构，它可以双向处理数据，通过一条数据总线直接与微处理器进行数据及数字命令的发送和接收，并将命令转变为偏置大功率晶体管所需的模拟输出。

图3：基于电位器的静态偏置电路。

　　Spider利用8位粗调和8位微调输出端数/模转换器，以2mV的分辨率来设置偏置电压。输出电压是Vout=20mV×OC+2.5mV×OF，其中OC+OF为写入粗调和微调数/模转换器中的数值，介于0到255之间。Spider的4个输出端的任何一个都可驱动一个LDMOS管的栅极控制端。微调电压是为精确设置偏置电压并随温度变化以更小的步幅进行跟踪而设计的。跟踪范围是256×2.5mV=5.12V。由于具有超稳定内部电压参考，电压设置精度在-40至100摄氏度温度范围内小于2mV。

　　Spider(IA4910)还具有以下功能，因而它是一种完整的解决方案：

　　1. 随温度变化自动补偿

　　2. 随温度变化的可编程响应

　　3. 内置温度传感器

　　4. 可对偏置电压进行微调和粗调，调节范围为0V-5V

　　5. 单个Spider可偏置四个射频器件，并具有独立的温度响应

　　6. 四个Spider可通过一根数据总线连接

　　7. Spider直接与微处理器通信

　　8. 配置外部电流/温度传感器接口

　　9. 基于Windows的图形用户界面，易于使用

　　10. 紧凑的16针TSSOP封装

　　Spider软件包包括四个LDMOS晶体管的通道接口面板、多个Spider寻址方式、内部和外部传感器参数读出器、直接寄存器存取、一个ASCII码输入/输出监视窗口，以及读出/写入特定温度斜率参数。

　　使用IA4910优化射频性能变量

图4：基于Spider的动态偏置电路。

　　以下应用实例详细说明了典型的射频功率放大器从传统的使用电位器的偏置方法转变为使用Spider数字偏置的偏置电路方法，并展示了这两种方法射频性能随温度变化的区别。

　　此例在一个已匹配好的测试环境中使用单级大功率分立LDMOS晶体管，首先使用电位器偏置电路，然后使用Spider。该器件是一个AGR21125 LDMOS，并已利用W-CDMA调制信号进行过测试，更突出了使用电位器时和使用s