[發明專利]放大電路

無效

• 申請號: 200580040813.2
• 申請日: 2005-12-22
• 公開（公告）號: CN101065896A
• 公開（公告）日: 2007-10-31
• 發明（設計）人: 克里斯托夫·布拉姆伯格
• 申請（專利權）人: 愛特梅爾（德國）有限公司
• 主分類號: H03F1/22
• 分類號: H03F1/22;H03F1/32
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司
• 代理人: 郭偉剛

技術領域

本發明涉及一種放大電路。

背景技術

已知一種特別是由兩個雙極性晶體管，例如兩個npn晶體管或者兩個pnp晶體管組成的共射-共基放大器(cascode)，其中該兩個晶體管中的第一個的集電極與該兩個晶體管中的第二個的發射極連接。

共射-共基放大器多數在圖2所示的下面描述的標準電路布局中運行。第一晶體管Q1′的發射極接地(發射極電路)，而同時輸入信號出現在基極上。第二晶體管Q2′的基極處于一個固定的直流電壓UB上(基極電路)，而同時集電極通過負載電阻R_L′與電源電壓V_CC連接。標準電路布局中的共射-共基放大器電路往往用來代替單個晶體管。這里的基礎是在固定的控制電流下輸出電流隨著輸出電壓變化而具有突出的恒定性。

用共射-共基放大器電路代替單個晶體管的另一個已知的電路拓撲是圖3的反饋耦合電路。這時，由電阻R1＂和R2＂組成的反饋耦合分支電路不僅與負載電阻RL＂而且與第一晶體管Q1＂的基極連接，使得該輸出電壓反饋耦合到第一晶體管Q1＂的輸入端，而且反饋耦合到第二晶體管Q2＂的輸入端。

發明內容

本發明的任務是，提出一種在應用垂直集成共射-共基放大器結構時盡可能減少交叉調制失真的放大電路。

據此設置一種放大電路，用以放大輸入信號，特別是無線電傳輸的高頻信號。這個放大電路有一個垂直集成的共射-共基放大器，它又具有集電極的集電極半導體區、第一基極的與該集電極半導體區交界的第一基極半導體區、第二基極的第二基極半導體區、不僅與該第一基極半導體區而且與該第二基極半導體區交界的中間基極半導體區和發射極的與該第二基極半導體區交界的發射極半導體區。

一個這樣的垂直集成的共射-共基放大器可以與其他元件集成在一個半導體晶圓片上。該垂直集成的共射-共基放大器優選具有基本上與晶圓片表面平面地取向的和/或基本上彼此平行的pn結。按照本發明信號輸入與第二基極連接。

本發明的本質在于，該第一基極不僅與獨立于該輸入信號的電壓源，而且與集電極電耦合。該電耦合優選使該第一基極上的電位符號相同地被所出現的集電極電位連帶。

這時，電耦合應理解為導致第一基極的電位取決于集電極電位的所有耦合。例如電容、電感或者磁耦合都是可能的。然而，特別優選的是一個應用分壓器，特別是由電阻形成的分壓器造成的簡單的電壓耦合。

優選將連帶理解為，集電極電位的改變導致第一基極上具有同一符號的電位的改變。這時，第一基極上的電位和集電極電位之間的數學關系可以是對數的或者比例的。該關系優選至少通過一個可用電阻調整的比例系數給出。

本發明一個有利的進一步擴展規定，為了進行電耦合，第一基極通過第一電阻與集電極連接，此外該第一基極還通過第二電阻與該電壓源連接。在本發明一個優選的配置中，該電壓源是一個直流電壓源，有利的是一個對溫度不敏感的基準電壓源，其相對于該電阻和/或該放大電路的其他阻抗，優選具有較小的內阻。

在本發明一個有利的配置中規定，至少一個基極半導體區具有硅-鍺-混晶。特別是本發明的這個配置使該放大電路在數據傳輸系統，特別是無線電系統(UMTS)的優選的應用成為可能。

附圖說明

下面根據附圖對本發明的實施例作較詳細的說明。

附圖中：

圖1是帶有垂直集成的共射-共基放大器的放大電路；

圖2是按照先有技術的共射-共基放大器標準電路布局；

圖3是按照先有技術的帶有反饋耦合分支電路的共射-共基放大器電路布局；

圖4是共射-共基放大器的集電極電流相對于集電極電壓的特性曲線；而

圖5是垂直集成共射-共基放大器的示意圖。

具體實施方式

在圖4中虛線表示標準電路布局中垂直集成共射-共基放大器的輸出特性曲線簇。它們表示一個突出的負的微分電阻，例如可以對應-20V的初期(Early)電壓。放大的非恒定性，亦稱非線性，表現在其數值低的初期電壓處，特別會導致一個惡劣的交叉調制特性，亦即，信號不同的頻率分量彼此強烈干擾。這時，比較理想的應該是輸出電流與輸出電壓無關。

為了闡明垂直集成共射-共基放大器，亦稱四極管，的不完善的初期特性，下面根據兩個構成共射-共基放大器的npn晶體管描述這一點。有源雙極性高頻元件的特征是集電極漂移區的摻雜物質濃度，下文稱作＂集電極摻雜度＂，和元件瞬態特性之間的相互關系。