低電壓達(dá)林頓放大器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低電壓達(dá)林頓放大器。它包括一個(gè)基本達(dá)林頓放大單元、一個(gè)交直流分離單元和一個(gè)電源電壓極性轉(zhuǎn)換單元。本發(fā)明電路將達(dá)林頓放大單元的交流與直流地分離，并將交流地鉗位到地；本發(fā)明電路將達(dá)林頓放大器的直流參考地鉗位到負(fù)的參考電平上，提高了電源電壓到直流參考地之間的電勢差。傳統(tǒng)達(dá)林頓放大器電源電壓一般大于5～7V，本發(fā)明的低電壓達(dá)林頓放大器電源電壓可低至3～4V。本發(fā)明廣泛應(yīng)用于微波單片IC中的各類達(dá)林頓結(jié)構(gòu)電路中。
【專利說明】低電壓達(dá)林頓放大器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種達(dá)林頓放大器，特別涉及一種低電壓達(dá)林頓放大器，它直接應(yīng)用 于微波單片1C中的各類達(dá)林頓電路領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 放大器是射頻信號(hào)處理系統(tǒng)中的關(guān)鍵單元，其性能直接決定了射頻信號(hào)處理系統(tǒng) 的性能。達(dá)林頓放大器由于具有工作頻帶寬、線性度高、易于級(jí)聯(lián)等特點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用。
[0003] 達(dá)林頓放大器在工作時(shí)，需要外部提供的偏置電流，一般通過電壓源與外部偏置 電阻實(shí)現(xiàn)的。偏置電阻上電壓降越大，在溫度和電壓變化時(shí)，達(dá)林頓放大器的偏置電流越穩(wěn) 定。為了獲得穩(wěn)定的偏置，偏置電阻上一般需要至少有1?2V的電壓降。為了得到較好的 線性輸出功率，達(dá)林頓放大器需要較高的器件端電壓，這使達(dá)林頓放大器穩(wěn)定工作時(shí)所需 電源電壓較高。隨著信號(hào)處理系統(tǒng)的發(fā)展，對(duì)電路低壓應(yīng)用的需求越來越廣泛，使得達(dá)林頓 放大器的應(yīng)用受到限制。
[0004] 自偏置達(dá)林頓放大器電路圖如圖1所示，晶體管Q3a、電容Cla、電阻R2a、電阻R 5a和 電阻R6a構(gòu)成偏置電路，為達(dá)林頓放大器提供偏置。與傳統(tǒng)達(dá)林頓放大器比較，此方案只是 消除了偏置電阻上的電壓降，而器件達(dá)林頓放大器本身的器件端電壓并未發(fā)生變化，所以 并不能解決達(dá)林頓放大器器件端電壓較高的問題，且由于自偏置部分與電路信號(hào)輸入端相 連，會(huì)帶來惡化噪聲系數(shù)，惡化輸入電壓駐波系數(shù)等一系列問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為克服上述達(dá)林頓放大器所需電源電壓較高的問題，本發(fā)明提出了一種低電壓達(dá) 林頓放大器，通過使用電源電壓極性轉(zhuǎn)換及交直流分離電路和達(dá)林頓放大器相結(jié)合的方 案，在較低電源電壓下能正常工作。
[0006] 本發(fā)明的一種低電壓達(dá)林頓放大器，其特征在于，它含有：
[0007] -個(gè)基本達(dá)林頓放大單元，包括三極管Qlb、三極管Q2b，電阻R lb、電阻R2b、電阻R3b， 其中，Qlb的發(fā)射極與Q 2b的基極相連，Qlb的集電極與Q2b的集電極相連，并與輸出端連 接，Q lb的基極與輸入端Vin連接，Rlb的一端接Qlb的基極，R lb的另一端接輸出端V^，R2b的 一端接Qlb的基極，1的一端與Qlb的發(fā)射極相連， R4b的一端與Qa的發(fā)射極相連，R2b的另 一端與R3b的另一端、電阻R 4b的另一端連接在一起，連接點(diǎn)為A ;和
[0008] -個(gè)交直流分離單兀，包括電容Clb，其中，Clb的一端與連接點(diǎn)A相連，C lb的另一端 接地；和
[0009] 一個(gè)電源電壓極性轉(zhuǎn)換單元，包括M0S管Mlb、M0S管M2b、M0S管M 3b、M0S管M4b，反 相器INV、振蕩器0SC、電容C2b、電容C 3b，其中，0SC的輸出端與札的柵極、M3b的柵極、 M4b的柵極、INV的輸入端V INVin連接在一起，INV的輸出端VINVwt與M2b的柵極連接在一起， M 4b的漏極接電源Vcc，M4b的源極與M3的漏極、C 3b的一端連接在一起，連接點(diǎn)為B，M2b的源極 與Mlb的漏極、C 3b的另一端連接在一起，連接點(diǎn)為C，Mlb的源極與C2b的一端相連，連接點(diǎn)為 A，M2b的漏極接地，M3b的源極和電容C2b的另一端連接在一起，并接地。
[0010] 所述低電壓達(dá)林頓放大器的外部直流偏置，含有：
[0011] -個(gè)偏置電阻Rbias, -個(gè)扼流電感L。!^和一個(gè)旁路電容Cbypass，其中，L。!^的一端 與低電壓達(dá)林頓放大器輸出端V〇 UT連接，的另一端與Rbias和Cbypass的一端相連，Cbypass 的另一端接地，Rbias的另一端與電源連接。
[0012] 有益效果：
[0013] 本發(fā)明的低電壓達(dá)林頓放大器電路包括一個(gè)基本達(dá)林頓放大單兀、一個(gè)交直流分 離單元和一個(gè)電源電壓極性轉(zhuǎn)換單元。它具有以下特點(diǎn)：
[0014] 1.本發(fā)明電路在基本達(dá)林頓放大單元的參考地A點(diǎn)串連電容Clb與地相連，構(gòu)成 交直流分離單元，將達(dá)林頓放大單元的交流與直流地分離，并將交流地鉗位到地。
[0015] 2.由冊(cè)5管1為)3為1^413，反相器1階、振蕩器05(：、電容(： 213和(^組成的電源電 壓極性轉(zhuǎn)換電路輸出端與基本達(dá)林頓放大單元的參考地A相連，將達(dá)林頓放大器的直流參 考地鉗位到負(fù)的參考電平上，從而提高了電源電壓到直流參考地之間的電勢差。
[0016] 在保證達(dá)林頓放大單元器件端電壓與電源電壓電勢差不變的情況下，達(dá)到降低供 電電源電壓的目的。傳統(tǒng)達(dá)林頓放大器電源電壓一般大于5?7V，本發(fā)明的低電壓達(dá)林頓 放大器電源電壓可低至3?4V。
[0017] 由于本發(fā)明電路的交直流分離單元和電源電壓極性轉(zhuǎn)換單元，沒有與電路信號(hào)輸 入端相連，因而不會(huì)影響基本達(dá)林頓放大器的電特性，避免了噪聲系數(shù)、輸入電壓駐波系數(shù) 惡化等問題。自偏置達(dá)林頓放大器噪聲系數(shù)一般大于5dB，而本發(fā)明的低電壓達(dá)林頓放大器 一般能達(dá)為2?3dB。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1為自偏置達(dá)林頓放大器電路圖；
[0019] 圖2為本發(fā)明的低電壓達(dá)林頓放大器的電路圖。

【具體實(shí)施方式】
[0020] 本發(fā)明具體實(shí)施的低電壓達(dá)林頓放大器的電路圖如圖2所示。它包括一個(gè)基本達(dá) 林頓放大單元、一個(gè)交直流分離單元和一個(gè)電源電壓極性轉(zhuǎn)換單元。它的具體結(jié)構(gòu)和連接 關(guān)系、作用關(guān)系與本說明書的
【發(fā)明內(nèi)容】
部分相同，此處不再重復(fù)。
[0021] 本發(fā)明的電路的工作原理如下：
[0022] 射頻信號(hào)通過VIN端口進(jìn)入達(dá)林頓放大器后，經(jīng)三極管Qlb和三極管Q 2b組成的達(dá) 林頓復(fù)合管對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大后，由ν〇υτ端口輸出。電阻Rlb和電阻R 2b確定三極管Qlb基極 工作點(diǎn)，并對(duì)達(dá)林頓放大器的增益、帶寬、輸入阻抗和噪聲等起重要作用，電阻R 4b為三極管 Qlb發(fā)射極跟隨電阻，具有負(fù)反饋?zhàn)饔?，從而提高三極管Qlb靜態(tài)工作點(diǎn)的穩(wěn)定性，同時(shí)減小 三極管Q lb的Miller電容對(duì)電路帶寬的影響，改善電路的高頻特性，電阻R4b用于增加電路 的穩(wěn)定和提商負(fù)載能力。
[0023] 電容Clb構(gòu)成交直流分離單元，將達(dá)林頓放大器的交流與直流地分離，并將交流地 鉗位到地。電容C lb的選擇與放大器工作的最低頻率有關(guān)，Clb在交流條件下阻抗由公式（1) 決定，一般要求其絕對(duì)值小于1。

【權(quán)利要求】
1. 一種低電壓達(dá)林頓放大器，其特征在于，它含有： 一個(gè)基本達(dá)林頓放大單元，包括三極管Qlb、三極管Q2b，電阻Rlb、電阻R 2b、電阻R3b，其中， Qlb的發(fā)射極與Q2b的基極相連，Qlb的集電極與Q2b的集電極相連，并與輸出端V wt連接，Qlb 的基極與輸入端Vin連接，Rlb的一端接Qlb的基極，Rlb的另一端接輸出端V^，R 2b的一端接 Qlb的基極，R%的一端與Qlb的發(fā)射極相連，R 4b的一端與Q2b的發(fā)射極相連，R；a的另一端與 R3b的另一端、電阻R 4b的另一端連接在一起，連接點(diǎn)為A ;和 一個(gè)交直流分離單元，包括電容Clb，其中，Clb的一端與連接點(diǎn)A相連，Clb的另一端接 地；和 一個(gè)電源電壓極性轉(zhuǎn)換單元，包括MOS管Mlb、MOS管M2b、MOS管M3b、MOS管M 4b，反相器 INV、振蕩器OSC、電容C2b、電容C3b，其中，OSC的輸出端V^ut與札的柵極、M 3b的柵極、M4b的 柵極、INV的輸入端VINVin連接在一起，INV的輸出端V INV()Ut與M2b的柵極連接在一起，M4b的 漏極接電源V cc，M4b的源極與M3的漏極、C3b的一端連接在一起，連接點(diǎn)為B，M 2b的源極與Mlb 的漏極、C3b的另一端連接在一起，連接點(diǎn)為C，Mlb的源極與C2b的一端相連，連接點(diǎn)為A，M 2b 的漏極接地，M3b的源極和電容C2b的另一端連接在一起，并接地。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低電壓達(dá)林頓放大器，所述低電壓達(dá)林頓放大器的外部 直流偏置，含有： 一個(gè)偏置電阻Rbias，一個(gè)扼流電感1^。!^和一個(gè)旁路電容Cbypass，其中，的一端與低 電壓達(dá)林頓放大器輸出端V〇UT連接，的另一端與Rbias和Cbypass的一端相連，C bypass的另 一端接地，Rbias的另一端與電源連接。
【文檔編號(hào)】H03F3/345GK104113291SQ201410361774
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】劉成鵬, 王國強(qiáng), 何崢嶸, 鄒偉, 蒲顏 申請(qǐng)人:中國電子科技集團(tuán)公司第二十四研究所