[發明專利]具有低失真的跨導放大器

有效

• 申請號: 201710373816.2
• 申請日: 2017-05-24
• 公開（公告）號: CN107425817B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: D.J.梅納徹爾
• 申請（專利權）人: 弗蘭克公司
• 主分類號: H03F1/32
• 分類號: H03F1/32;H03F3/45
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張健;張濤

本發明公開了一種低失真跨導放大器，所述低失真跨導放大器使用虛地輸入級、一對電流鏡、和偏置電流源來將電流提供到已接地負載。所述虛地輸入級可包括被布置作為達靈頓對的晶體管。所述低失真跨導放大器可用作能在高頻率下工作的電壓控制AC電流源。

背景技術

技術領域

本公開整體涉及用在電子電路中的精密跨導放大器。

相關領域的說明

用在電路中的某些放大器是電壓放大器，該電壓放大器具有輸入電壓和對應的輸出電壓，輸出電壓比輸入電壓大一定增益系數。用在電路中的其他放大器是電流放大器，該電流放大器具有輸入電流和對應的輸出電流，輸出電流比輸入電流大一定增益系數。用在電路中的另外其他放大器是跨導放大器或跨阻放大器，該跨導放大器具有輸入電壓和對應的輸出電流，該跨阻放大器具有輸入電流和對應的輸出電壓。除應用增益外，跨導放大器和跨阻放大器還分別提供電壓到電流或電流到電壓轉換功能。

此類轉換功能可以多種方式實施。例如，當電阻器連接在DC電壓源V與地之間時，電流I流經電阻器。因此，電阻器可被視為將電壓轉換成電流的裝置，其中輸出電流與施加的輸入電壓根據歐姆定律成比例：I?=?V/R或I?=?GV。當連接到電阻器的電壓源進一步與放大器級串聯時，便得到跨導放大器。跟電阻器一樣，跨導放大器也輸出與其輸入電壓成比例的電流。放大器級可為例如晶體管、運算放大器（“運放”）或晶體管的布置。所得到的跨導放大器提供用于在電子電路中使用的電壓控制電流源，如本領所已知。

跨導是指跨直流(DC)裝置的電導率，即，裝置的輸入與輸出之間的電導率。電導率G被定義為DC電路中電阻的倒數：G?(mhos)?=?1/R?(Ω)。術語“導納”是指交流(AC)電路中的電導率，或者阻抗的倒數：Y?(mhos)?=?1/Z?(Ω)，如本領域所熟知?？鐚У腁C當量于是就是跨導納。

達靈頓(Darlington)對在電路設計領域中被視為其中第一晶體管的輸出電流被第二晶體管進一步放大的一對雙極晶體管。達靈頓對因此表現得如同具有高電流增益的單個晶體管，該電流增益大約等于單個晶體管的增益的平方。達靈頓對的缺點在于，它在高頻率下往往變得不穩定，因此其工作帶寬有限。

電流鏡在電路設計領域中被視為可用于將偏置電流提供到負載的電路。電流鏡可被視為電流控制電流源。

發明內容

低失真跨導放大器使用虛地輸入級、一對電流鏡、和偏置電流源來將電流提供到已接地負載。虛地輸入級可包括被布置作為達靈頓對的晶體管。低失真跨導放大器可用作可在高頻率下工作的電壓控制AC電流源。

附圖說明

圖1為根據現有技術的基本跨導放大器電路的高層級示意圖。

圖2為根據現有技術的跨導放大器電路的示意圖。

圖3為根據現有技術的包括電流鏡和虛地輸入級的跨導放大器電路的示意圖。

圖4為根據本文所述的實施例的適合用在跨導放大器中的虛地輸入級的電路示意圖。

圖5為根據本文所述的實施例的包括兩個電流鏡和一個虛地輸入級的跨導放大器電路的高層級示意圖。

圖6為根據本文所述的實施例的用達靈頓對實施的跨導放大器電路的示意圖。

圖7為圖6所示的跨導放大器電路的詳細示意圖。

圖8為根據本文所述的實施例的用場效應晶體管實施的跨導放大器電路的示意圖。

圖9為根據本文所述的實施例的用挽輸入級實施的跨導放大器電路的示意圖。

圖10為根據本文所述的實施例的用電流增益或衰減鏡實施的跨導放大器電路的示意圖。

圖11為根據本文所述的實施例的B類跨導放大器電路的示意圖。