偏置電路設(shè)計(jì)全文(5篇)

1紅外探測器驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)

1.1概述

紅外探測器驅(qū)動(dòng)電路為紅外探測器(以下簡稱“探測器”)工作提供必須的工作電源、偏置電壓、時(shí)序電路等，同時(shí)完成對探測器模擬信號的讀取和預(yù)處理。

1.2探測器驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)

1.2.1探測器供電設(shè)計(jì)探測器所需的三個(gè)供電電源分別為VDDA、VDDO和VDDD。空間環(huán)境對電源的可靠性、體積、重量等參數(shù)都有著苛刻的要求，為了減小電源的輸出波動(dòng)和開關(guān)帶來的噪聲，采用體積小、重量輕、抗干擾性強(qiáng)的LDO(MSK5101)直接給探測器供電。探測器驅(qū)動(dòng)電路工作溫度范圍為－20～+50℃，此范圍內(nèi)該LDO溫漂為1.4mV，滿足探測器使用要求，同時(shí)該芯片輸出電流可達(dá)1.5A，

1.2.2探測器偏置電壓設(shè)計(jì)探測器有7個(gè)直流偏置電壓，分別為GPOL(0.5～2V)、VPD(1.7～4.2V)、3.1V外部偏置(VR、VREF、VSREF)、2.5V外部偏置(VSWSREF、AJTREF)。這些偏置電壓對噪聲非常敏感，輸入電壓的波動(dòng)會(huì)給探測器輸出信號帶來較大影響。為了保證探測器輸出信號的穩(wěn)定，須保證探測器偏置電壓的穩(wěn)定，同時(shí)盡量減小噪聲。設(shè)計(jì)時(shí)，選用低噪聲、低電壓調(diào)整率的LDO產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的電壓V1，通過高精度的分壓電阻從V1分得所需電壓V2。為了增大驅(qū)動(dòng)能力，同時(shí)起到隔離作用，將電壓V2通過低噪聲、高共模抑制比的運(yùn)算放大器AD843(該運(yùn)放在10Hz～10MHz帶寬內(nèi)噪聲均方根為60μV，可滿足探測器對偏置電壓噪聲均方根的要求)進(jìn)行緩沖，得到電壓V3供探測器使用。

1.2.3探測器輸出信號阻抗匹配設(shè)計(jì)探測器輸出模擬信號的典型負(fù)載要求為:R≥100kΩ，C≤10pF。在設(shè)計(jì)時(shí)，選取的運(yùn)放(AD843)輸入阻抗可達(dá)1010Ω，輸入電容為6pF，可滿足探測器的負(fù)載要求。

關(guān)鍵詞：表面等離子；共振；傳感器系統(tǒng)；電路；設(shè)計(jì)

引言

自1990年以后，表面等離子共振技術(shù)作為一種新技術(shù)被應(yīng)用于傳感器芯片核心設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，且以二硫化鎢納米薄膜覆蓋層增強(qiáng)型表面等離子體共振傳感器的電路設(shè)計(jì)和應(yīng)用，以其大表面面積、高折射率、獨(dú)特光電性能，極大地提升了傳感器的靈敏度和性能。除此之外，以二硫化鎢等離子共振傳感器為代表的，折射率范圍1.333-1.360間的線性相關(guān)系數(shù)99.76%；加之其保護(hù)金屬膜免受氧化、共振波長區(qū)域的可調(diào)諧性、生物相容性、蒸氣能力和氣敏性等效果，成為應(yīng)用領(lǐng)域的熱點(diǎn)設(shè)計(jì)項(xiàng)目之一。故此，現(xiàn)就表面等離子共振傳感器系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)分析總結(jié)如下。

1表面等離子共振傳感器系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)概述

以表面等離子共振電感傳感器為例，表面等離子共振（SPR）是一種物理現(xiàn)象，（SurfacePlasmonResonance,SPR）當(dāng)入射光以臨界角入射到兩種不同折射率的介質(zhì)界面（比如玻璃表面的金或銀鍍層）時(shí)，可引起金屬自由電子的共振，由于共振致使電子吸收了光能量，從而使反射光在一定角度內(nèi)大大減弱。最具代表性的檢測構(gòu)件LDC1000為例，其工作原理為電磁感應(yīng)原理。線圈中+交變電流=產(chǎn)生交變磁場，金屬物體入磁場在金屬物體表面產(chǎn)生渦流。渦流電流（感應(yīng)電磁場）與線圈（電磁場）電流方向相反。渦流與金屬體磁導(dǎo)率、電導(dǎo)率、線圈幾何形狀和尺寸、頭部線圈到金屬導(dǎo)體表面的距離等參數(shù)相關(guān)。

2電路設(shè)計(jì)優(yōu)勢分析

主要設(shè)計(jì)為等效并聯(lián)電阻，且以Ls=初級線圈的電感值，Rs=初級線圈的寄生電阻。L(d)=互感，R(d)=互感寄生電阻，d=距離函數(shù)。初級設(shè)計(jì)中，將交流電+單獨(dú)電感(初級線圈)=交變磁場=大量能耗。為達(dá)到節(jié)點(diǎn)目的，將電容并聯(lián)在電感上，降低耗損并限定在Rs和R(d)上，直接計(jì)算出d。電路設(shè)計(jì)在期間充當(dāng)檢測串聯(lián)電阻和并聯(lián)電阻的功能。主要應(yīng)用優(yōu)勢表現(xiàn)為，16位共振阻抗、24位電感值，亞微米級高分辨率；免受油污塵土等非導(dǎo)電污染物影響，可靠性更高；允許傳感器遠(yuǎn)離電子產(chǎn)品安放，靈活性更高；低成本傳感器及傳導(dǎo)目標(biāo)，無磁體成本消耗；金屬薄片或?qū)щ娪湍珘嚎s支持，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來無限可能；系統(tǒng)功耗<8.5mW，待機(jī)模式下功耗<1.25mW；以電感數(shù)字轉(zhuǎn)換器，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行位置和動(dòng)作傳感的全新轉(zhuǎn)換方式。

摘要：在敘述調(diào)幅電路理論的基礎(chǔ)上，提出集成模擬乘法器的調(diào)幅電路設(shè)計(jì)，建立了PSPICE的子電路模型。將模型添加至PSPICE模型數(shù)據(jù)庫中，實(shí)現(xiàn)了高效率傳輸過程。四象限模擬乘法器電路的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了因電壓與電流的變化而導(dǎo)致乘法器出現(xiàn)精準(zhǔn)度不足的問題。通過對電路系統(tǒng)進(jìn)行仿真研究，滿足了大眾的需求，具有重要的研究意義。

關(guān)鍵詞：集成模擬乘法器；調(diào)幅電路；PSPICE子電路模型；四象限

引言

自改革開放以來，我國經(jīng)濟(jì)與科技迅速發(fā)展，漸漸地以網(wǎng)絡(luò)取代書信的方式進(jìn)行溝通與交流，給人們帶來了極大的方便，不需要快馬加鞭，一通電話即可解決問題。近年來，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中，傳送信息的信號出現(xiàn)了問題，傳送信息過程中只有輸送高頻信號才可以輸送成功，而電路通常發(fā)出的信號為低頻信號，為了解決該問題，研究中加入振幅調(diào)制電路可有效緩解，故通過該系統(tǒng)的調(diào)制和解調(diào)過程來設(shè)計(jì)電路。

1調(diào)幅電路理論知識

1．1調(diào)幅電路的基本概念

調(diào)幅電路也就是人們通常講的中波，它的范圍通常在530－1600kHz之間上下浮動(dòng)，浮動(dòng)的范圍不超過這個(gè)區(qū)間。調(diào)幅實(shí)際上是一種電信號，將聲音的高低變化變化為幅度，通常它傳輸?shù)木嚯x可以達(dá)到很遠(yuǎn)，但是極易受天氣因素的影響而造成傳輸距離出現(xiàn)改變，目前調(diào)幅電路應(yīng)用于簡單的通信設(shè)備當(dāng)中［1］。

【摘要】功率放大器的靜態(tài)電流隨溫度的變化而變化，這對功率放大器的性能有很大影響。針對這一問題，經(jīng)過對功率放大器的實(shí)際測試和數(shù)據(jù)分析，在偏置電路中增加了溫度補(bǔ)償電路，對電路中各電阻的取值進(jìn)行了分析。測試表明，加入溫度補(bǔ)償電路后，在-40℃～75℃功率放大器的靜態(tài)電流基本恒定，飽和輸出功率的一致性有所提高，功率芯片損壞的幾率大大減小，并且電路結(jié)構(gòu)簡單，容易實(shí)現(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】功率放大器；偏置電路；靜態(tài)電流；溫度補(bǔ)償

隨著我國對北斗衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步投入和推廣，北斗用戶機(jī)作為北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的重要組成部分引起了廣泛關(guān)注[1]。功率放大器是北斗用戶機(jī)中必不可少的一部分，其性能的好壞直接影響到北斗用戶機(jī)的性能，因此其電路結(jié)構(gòu)和芯片的選型非常重要。LDMOS功放管具有增益大、輸出功率高、線性度良好、低成本、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)[2]，因此成為功率放大器設(shè)計(jì)的首選器件。然而LDMOS的靜態(tài)電流會(huì)隨著溫度變化而變化，這對功率放大器的增益、飽和輸出功率等參數(shù)都有很大影響，在高溫環(huán)境下，這些參數(shù)的變化甚至?xí)?dǎo)致功率放大芯片損壞，因此設(shè)計(jì)一種針對LDMOS的溫度補(bǔ)償電路對功率放大器的性能至關(guān)重要。

1功率放大器設(shè)計(jì)

在北斗用戶機(jī)的功率放大器的應(yīng)用中，功率放大芯片的選取非常重要，除了要求功放芯片在北斗頻率上能夠達(dá)到要求的功率外，還有考慮最大容許工作電流、最大耗散功率、芯片的結(jié)溫度等因素[3]，并且要留有足夠的余量。本設(shè)計(jì)在北斗頻率上要求最大輸出功率在10W以上，工作溫度大于75℃，經(jīng)過比較，最終選取HMC308和HMC454為驅(qū)動(dòng)芯片，以英飛凌公司的LDMOSFETPTFA220121M作為功率放大芯片設(shè)計(jì)一款北斗用戶機(jī)功率放大器。合適的靜態(tài)工作點(diǎn)不僅能保證芯片的正常工作，還會(huì)影響功率放大器的最佳匹配負(fù)載、效率等參數(shù)[3]，因此選擇正確的靜態(tài)工作點(diǎn)是設(shè)計(jì)電路的第一步。由datasheet可知，PTFA220121M的偏置電路中柵極電壓為2.5V左右，漏極經(jīng)過一個(gè)四分之一波長線接+28V，常溫下功率放大器工作的靜態(tài)電流為150mA。為了向負(fù)載傳輸最大功率，需要在電路中加入匹配網(wǎng)絡(luò)，使得負(fù)載阻抗等于信號源阻抗的共軛，此外，匹配網(wǎng)絡(luò)還決定著放大器的駐波比、功率增益、1dB壓縮點(diǎn)等指標(biāo)是否滿足設(shè)計(jì)要求。在PTFA220121Mdatasheet中讀取出在1616MHz處的輸入輸出阻抗，利用ADS軟件對芯片做輸入輸出匹配電路，使得功率放大器的功放管工作在趨近飽和區(qū)[4]。由于在北斗頻點(diǎn)上采用微帶線做匹配電路，電路的面積會(huì)非常大，所以電路的匹配采用集總器件做匹配電路.對電路PCB進(jìn)行加工并測試得到其小信號增益為42dB左右，飽和輸出功率在10W以上。在高低溫箱內(nèi)放置兩個(gè)功率放大器，以20℃為步進(jìn)，測試每個(gè)功率放大器在-45℃～75℃時(shí)的特性，使功率放大器在每個(gè)溫度下保持30分鐘后，測得兩個(gè)功率放大器PTFA220121M的靜態(tài)電流分別為I1、I2，飽和輸出功率分別為P1、P2，畫出四個(gè)參數(shù)隨溫度變化的曲線，如圖1所示。分析數(shù)據(jù)可知，隨著溫度的升高，功率放大器的靜態(tài)電流增加了50mA，即功率放大器在-40℃～75℃內(nèi)的工作點(diǎn)具有正溫度系數(shù)，得出溫度對功率放大器的飽和輸出功率一致性有很大影響。在測試過程中，在沒有加激勵(lì)的情況下，當(dāng)溫度升高到75℃時(shí)，功率放大器加電瞬間芯片損壞。功放芯片的結(jié)溫度和工作環(huán)境溫度及芯片本身的功耗有關(guān)，當(dāng)溫度升高時(shí)，芯片的靜態(tài)電流增加，使得芯片的功耗增加，這兩個(gè)因素同時(shí)增大使得芯片的結(jié)溫度超過其能承受的最大溫度，故而損壞，而北斗用戶機(jī)實(shí)際的工作溫度要求能承受75℃，所以要降低芯片在高溫下的靜態(tài)電流來保護(hù)芯片。為了保證功率放大器各性能的穩(wěn)定，在功放芯片的偏置電路中加上溫度補(bǔ)償電路，使柵極電壓隨溫度的升高而降低[5]，保證芯片的靜態(tài)電流在各個(gè)溫度下的恒定，從而提高功率放大器性能的一致性。

2溫度補(bǔ)償電路設(shè)計(jì)

功率放大芯片在工作點(diǎn)附近通常具有正的溫度特性，即在一定的柵壓下，當(dāng)工作溫度升高時(shí)其靜態(tài)電流升高，當(dāng)工作溫度降低時(shí)靜態(tài)電流降低[6]。由圖1的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，工作溫度的升高使得最大輸出功率的波動(dòng)很大，本設(shè)計(jì)通過在偏置電路加一個(gè)電壓補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)溫度的補(bǔ)償[7]。溫度補(bǔ)償電路采用了溫度傳感器LMT84，封裝大小為2.4mm*2.2mm，其輸出電壓隨著溫度的升高而降低。將LMT84的輸出端與PTFA220121M的柵極經(jīng)過電阻相連，通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來分配電阻值，使得溫度升高時(shí)柵極電壓下降，計(jì)算得到靜態(tài)電流下降的幅度正好抵消靜態(tài)電流增加的幅度，從而保證芯片的靜態(tài)電流不隨溫度變化。對兩個(gè)功率放大器做如下處理：在PTFA220121M柵極和地之間接上屏蔽電纜，在非接地電纜的另一端接電位器。將它們放入高低溫箱內(nèi)，溫度設(shè)定為-45℃～75℃，每20℃一個(gè)步進(jìn)，功率放大器在每個(gè)溫度下存儲(chǔ)30分鐘，測試各個(gè)溫度下PTFA220121M的靜態(tài)電流。通過調(diào)節(jié)電位器的阻值使得PTFA220121M的靜態(tài)電流在各個(gè)溫度下保持在150mA，用萬用表測試出對應(yīng)溫度下柵極的電壓，測試結(jié)果如圖2所示，得出電壓隨溫度變化的斜率為1.25。溫度補(bǔ)償電路如圖3所示，PTFA220121M柵極電流為1uA，為了使芯片柵極電壓的波動(dòng)對A點(diǎn)電壓影響足夠小，選取電阻時(shí)保證流過R1的電流I1為50uA左右。LMT84的最大輸出電流為50uA，I2取值為40uA。根據(jù)疊加定理，電路中各器件之間的關(guān)系滿足等式(1)、(2)、(3)、(4)，其中UA1、UA2為圖2直線中0℃和20℃對應(yīng)的電壓值，UB1、UB2為LMT84工作曲線中的0℃和20℃對應(yīng)的電壓值，計(jì)算出各個(gè)電阻值，取標(biāo)稱值為：R1=30kΩ，R2=18kΩ，R3=13kΩ，R4=20kΩ。電路設(shè)計(jì)時(shí)要求溫度不變時(shí)UA1的變化范圍為ΔV=±10mV，供電電壓為U，為了求出補(bǔ)償電路中所選電阻和電源芯片輸出電壓的精度，對等式（2）中UA1在R1=30kΩ、R2=18kΩ、R3=13kΩ、R4=20kΩ、U=5V處對R1、R2、R3、R4、U求偏導(dǎo)數(shù)，計(jì)算得出ΔR1=±0.8%R1，R2=±1%R2，R3=±3%R3，R4=±60%R4，ΔU=±9%U。由計(jì)算結(jié)果可知，R1的變化對UA1的影響最大，所以要求其精度最高，由于市面上常用的貼片電阻最高精度是±1%，所以取R1=(30±1%)kΩ。R4的變化對UA1的影響很小，對其精度幾乎沒有什么要求。電路中供電芯片選用的是LDO，其輸出電壓精度在±1%，滿足設(shè)計(jì)要求。最后確定電阻值為：R1=(30±1%)kΩ，R2=(18±1%)kΩ，R1=(13±1%)kΩ，R4=(20±10%)kΩ。

【摘要】功率放大器的靜態(tài)電流隨溫度的變化而變化，這對功率放大器的性能有很大影響。針對這一問題，經(jīng)過對功率放大器的實(shí)際測試和數(shù)據(jù)分析，在偏置電路中增加了溫度補(bǔ)償電路，對電路中各電阻的取值進(jìn)行了分析。測試表明，加入溫度補(bǔ)償電路后，在-40℃～75℃功率放大器的靜態(tài)電流基本恒定，飽和輸出功率的一致性有所提高，功率芯片損壞的幾率大大減小，并且電路結(jié)構(gòu)簡單，容易實(shí)現(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】功率放大器；偏置電路；靜態(tài)電流；溫度補(bǔ)償

隨著我國對北斗衛(wèi)星通信產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步投入和推廣，北斗用戶機(jī)作為北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的重要組成部分引起了廣泛關(guān)注[1]。功率放大器是北斗用戶機(jī)中必不可少的一部分，其性能的好壞直接影響到北斗用戶機(jī)的性能，因此其電路結(jié)構(gòu)和芯片的選型非常重要。LDMOS功放管具有增益大、輸出功率高、線性度良好、低成本、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)[2]，因此成為功率放大器設(shè)計(jì)的首選器件。然而LDMOS的靜態(tài)電流會(huì)隨著溫度變化而變化，這對功率放大器的增益、飽和輸出功率等參數(shù)都有很大影響，在高溫環(huán)境下，這些參數(shù)的變化甚至?xí)?dǎo)致功率放大芯片損壞，因此設(shè)計(jì)一種針對LDMOS的溫度補(bǔ)償電路對功率放大器的性能至關(guān)重要。

1功率放大器設(shè)計(jì)

在北斗用戶機(jī)的功率放大器的應(yīng)用中，功率放大芯片的選取非常重要，除了要求功放芯片在北斗頻率上能夠達(dá)到要求的功率外，還有考慮最大容許工作電流、最大耗散功率、芯片的結(jié)溫度等因素[3]，并且要留有足夠的余量。本設(shè)計(jì)在北斗頻率上要求最大輸出功率在10W以上，工作溫度大于75℃，經(jīng)過比較，最終選取HMC308和HMC454為驅(qū)動(dòng)芯片，以英飛凌公司的LDMOSFETPTFA220121M作為功率放大芯片設(shè)計(jì)一款北斗用戶機(jī)功率放大器。合適的靜態(tài)工作點(diǎn)不僅能保證芯片的正常工作，還會(huì)影響功率放大器的最佳匹配負(fù)載、效率等參數(shù)[3]，因此選擇正確的靜態(tài)工作點(diǎn)是設(shè)計(jì)電路的第一步。由datasheet可知，PTFA220121M的偏置電路中柵極電壓為2.5V左右，漏極經(jīng)過一個(gè)四分之一波長線接+28V，常溫下功率放大器工作的靜態(tài)電流為150mA。為了向負(fù)載傳輸最大功率，需要在電路中加入匹配網(wǎng)絡(luò)，使得負(fù)載阻抗等于信號源阻抗的共軛，此外，匹配網(wǎng)絡(luò)還決定著放大器的駐波比、功率增益、1dB壓縮點(diǎn)等指標(biāo)是否滿足設(shè)計(jì)要求。在PTFA220121Mdatasheet中讀取出在1616MHz處的輸入輸出阻抗，利用ADS軟件對芯片做輸入輸出匹配電路，使得功率放大器的功放管工作在趨近飽和區(qū)[4]。由于在北斗頻點(diǎn)上采用微帶線做匹配電路，電路的面積會(huì)非常大，所以電路的匹配采用集總器件做匹配電路.對電路PCB進(jìn)行加工并測試得到其小信號增益為42dB左右，飽和輸出功率在10W以上。在高低溫箱內(nèi)放置兩個(gè)功率放大器，以20℃為步進(jìn)，測試每個(gè)功率放大器在-45℃～75℃時(shí)的特性，使功率放大器在每個(gè)溫度下保持30分鐘后，測得兩個(gè)功率放大器PTFA220121M的靜態(tài)電流分別為I1、I2，飽和輸出功率分別為P1、P2，畫出四個(gè)參數(shù)隨溫度變化的曲線，如圖1所示。分析數(shù)據(jù)可知，隨著溫度的升高，功率放大器的靜態(tài)電流增加了50mA，即功率放大器在-40℃～75℃內(nèi)的工作點(diǎn)具有正溫度系數(shù)，得出溫度對功率放大器的飽和輸出功率一致性有很大影響。在測試過程中，在沒有加激勵(lì)的情況下，當(dāng)溫度升高到75℃時(shí)，功率放大器加電瞬間芯片損壞。功放芯片的結(jié)溫度和工作環(huán)境溫度及芯片本身的功耗有關(guān)，當(dāng)溫度升高時(shí)，芯片的靜態(tài)電流增加，使得芯片的功耗增加，這兩個(gè)因素同時(shí)增大使得芯片的結(jié)溫度超過其能承受的最大溫度，故而損壞，而北斗用戶機(jī)實(shí)際的工作溫度要求能承受75℃，所以要降低芯片在高溫下的靜態(tài)電流來保護(hù)芯片。為了保證功率放大器各性能的穩(wěn)定，在功放芯片的偏置電路中加上溫度補(bǔ)償電路，使柵極電壓隨溫度的升高而降低[5]，保證芯片的靜態(tài)電流在各個(gè)溫度下的恒定，從而提高功率放大器性能的一致性。

2溫度補(bǔ)償電路設(shè)計(jì)

功率放大芯片在工作點(diǎn)附近通常具有正的溫度特性，即在一定的柵壓下，當(dāng)工作溫度升高時(shí)其靜態(tài)電流升高，當(dāng)工作溫度降低時(shí)靜態(tài)電流降低[6]。由圖1的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，工作溫度的升高使得最大輸出功率的波動(dòng)很大，本設(shè)計(jì)通過在偏置電路加一個(gè)電壓補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)溫度的補(bǔ)償[7]。溫度補(bǔ)償電路采用了溫度傳感器LMT84，封裝大小為2.4mm*2.2mm，其輸出電壓隨著溫度的升高而降低。將LMT84的輸出端與PTFA220121M的柵極經(jīng)過電阻相連，通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來分配電阻值，使得溫度升高時(shí)柵極電壓下降，計(jì)算得到靜態(tài)電流下降的幅度正好抵消靜態(tài)電流增加的幅度，從而保證芯片的靜態(tài)電流不隨溫度變化。對兩個(gè)功率放大器做如下處理：在PTFA220121M柵極和地之間接上屏蔽電纜，在非接地電纜的另一端接電位器。將它們放入高低溫箱內(nèi)，溫度設(shè)定為-45℃～75℃，每20℃一個(gè)步進(jìn)，功率放大器在每個(gè)溫度下存儲(chǔ)30分鐘，測試各個(gè)溫度下PTFA220121M的靜態(tài)電流。通過調(diào)節(jié)電位器的阻值使得PTFA220121M的靜態(tài)電流在各個(gè)溫度下保持在150mA，用萬用表測試出對應(yīng)溫度下柵極的電壓，溫度補(bǔ)償電路如圖3所示，PTFA220121M柵極電流為1uA，為了使芯片柵極電壓的波動(dòng)對A點(diǎn)電壓影響足夠小，選取電阻時(shí)保證流過R1的電流I1為50uA左右。LMT84的最大輸出電流為50uA，I2取值為40uA。根據(jù)疊加定理，電路中各器件之間的關(guān)系滿足等式(1)、(2)、(3)、(4)，其中UA1、UA2為圖2直線中0℃和20℃對應(yīng)的電壓值，UB1、UB2為LMT84工作曲線中的0℃和20℃對應(yīng)的電壓值，計(jì)算出各個(gè)電阻值，取標(biāo)稱值為：R1=30kΩ，R2=18kΩ，R3=13kΩ，R4=20kΩ。電路設(shè)計(jì)時(shí)要求溫度不變時(shí)UA1的變化范圍為ΔV=±10mV，供電電壓為U，為了求出補(bǔ)償電路中所選電阻和電源芯片輸出電壓的精度，對等式（2）中UA1在R1=30kΩ、R2=18kΩ、R3=13kΩ、R4=20kΩ、U=5V處對R1、R2、R3、R4、U求偏導(dǎo)數(shù)，計(jì)算得出ΔR1=±0.8%R1，R2=±1%R2，R3=±3%R3，R4=±60%R4，ΔU=±9%U。由計(jì)算結(jié)果可知，R1的變化對UA1的影響最大，所以要求其精度最高，由于市面上常用的貼片電阻最高精度是±1%，所以取R1=(30±1%)kΩ。R4的變化對UA1的影響很小，對其精度幾乎沒有什么要求。電路中供電芯片選用的是LDO，其輸出電壓精度在±1%，滿足設(shè)計(jì)要求。最后確定電阻值為：R1=(30±1%)kΩ，R2=(18±1%)kΩ，R1=(13±1%)kΩ，R4=(20±10%)kΩ。