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偏置電路與寬帶偏置電路（Bias-Tee） -----電感器比較與選擇 偏置電路： 晶體三極管常用的共射放大電路如圖1。 
圖1 典型的（直流或低頻）偏置電路 以常用的共射放大電路為例，如圖1所示。當是PNP型晶體三極管時，主電流是從發射極（e極）到集電極（c極）的Ic，偏置電流就是從發射極（e極）到基極（b極）的Ib。相對與主電路而言，為基極提供電流的電路就是所謂的偏置電路。這些外部電路，為發射極（e極）與基極（b極）之間（即發射結）提供正向偏置電壓；為基極（b極）與集電極（c極）之間（即集電結）提供反向偏置電壓。因此，偏置電路也可理解為，設置晶體管PN結正、反電壓的電路，偏置電路為晶體管基極（b極）提供的電流Ib稱為偏置電流。 上述偏置電路是在直流或者低頻率段應用，有如下特點：穩定性好、溫度特性優良、調整方便以及能夠提供穩定的工作點，使其在直流或低頻率段的應用中能夠確保電路的可靠性和準確性。 寬帶偏置電路： 對于射頻或者微波放大器，需要在一個高頻或者寬頻范圍內工作，外部的偏置電路就需要增加寬頻及高頻的型號處理能力。 因此，寬帶或者高頻偏置電路則是在偏置電路的基礎上，增加了對寬頻尤其是高頻信號的處理能力，使其能夠適應更高更寬的頻率范圍，這對于射頻和微波通信設備尤為重要。通過寬帶元器件選型和寬高頻偏置電路設計，可以有效減少信號失真，提高電路的穩定性和可靠性。
圖2.使用偏置三通的典型RF偏置 寬帶偏置三通設計具有一定的挑戰性。電子電路板（PCB）設計以及電感器和交流耦合電容器的選擇至關重要。尤其是伴隨射頻的頻率提高，目前的放大器的頻率性能指標已經從幾百MHz到達67GHz，乃至110GHz，這時的寬帶偏置電路中的元件的選擇至關重要，高頻下的寄生效應會顯著影響偏置電路的性能，導致高頻下放大器的功率不達標，常表現為增益響應隨頻率下降或者在某個頻段衰減過大。圖2為放大器等芯片配置的典型RF偏置，提供電流通常通過電感器提供（圖2中的L1）。RF輸出通過交流耦合電容與該直流偏置隔離（圖2中的C2）。電感和交流耦合電容的這種布置通常稱為偏置三通。 因此，在寬帶偏置電路設計和應用中，寬帶電感器及寬帶電容器器成為寬帶偏置電路的關鍵核心器件。其中，根據設計的目標及匹配的芯片參數，寬帶電感器有多種結構類型可供選擇，以滿足特定應用的性能需求。匹配、諧振器和扼流圈是射頻電路中電感器的常見用途。匹配涉及消除阻抗失配并最大限度地減少電路塊（例如天線和射頻塊或中頻 (IF) 塊之間的線路中的反射和損耗）。諧振在合成器和振蕩電路中用于調諧電路并設置所需的頻率。 物理射頻電感器是非理想器件，包括寄生電阻、電感和電容，這些都是非線性和復雜的影響，會影響性能并導致需要在各種性能規格之間進行權衡。如：更高的電流需要更大的導線或更多相同導線尺寸的股線，以將損耗和溫升降至最低。更大的導線會降低 DCR 并增加 Q，但代價是更大的零件尺寸和可能更低的 SRF。在額定電流方面，繞線電感優于相同尺寸和電感值的多層電感。并且繞線電感器的 Q 值比相同尺寸和電感的多層電感器高得多。 通過使用匝數較少的鐵氧體磁芯電感器可以實現更高的電流容量和更低的 DCR。然而，鐵氧體可能會帶來新的限制，如電感隨溫度的變化更大、容差更寬松、Q 值更低以及飽和電流額定值降低。具有開放磁結構的鐵氧體電感器即使在滿額定電流下也不會飽和。 一般可供選擇的射頻或者寬帶電感器有： （1）陶瓷芯貼片電感用于射頻和微波頻率通信設備中的窄帶濾波。它們提供非常高的 Q 和非常嚴格的電感容差最低低至 1%。比較適用于一定的帶寬范圍（一定意義上的窄帶）。 （2）鐵氧體或鐵芯貼片電感器是繞線射頻扼流圈，可提供隔離和寬帶濾波而不會導致磁芯飽和。頻率特性最高可達10G左右； （3）多層片式電感器可以提供低 DCR、高 Q 和高溫操作。陶瓷材料結構可在高頻下實現高性能，多層工藝可提供廣泛的電感值。多層器件可以提供比薄膜或空芯版本更寬的電感范圍，但無法與線繞的電感范圍或電流額定值相匹配。 （4）空心電感器是繞線射頻扼流圈，可提供隔離和寬帶濾波而不會導致磁芯飽和。頻率范圍一般上限在6GHz左右，否則體積容易過大，不易和電路設計空間匹配。在給定的 EIA 尺寸中，它們提供最高的電感和最低的 DCR。 （5）錐形和寬帶電感器在很寬的帶寬內具有高阻抗，相對沒有諧振，寄生電容小，電流處理能力強。通常采用飛線或表面貼裝封裝，單個錐形能夠替代寬帶偏置應用中級聯的幾個窄帶電感器。繞線方式提供了高電流處理能力，磁性材料不會在某個頻段飽和徹底失效。這為寬帶通訊應用提供了最佳的選擇。 |
