專(zhuān)利名稱(chēng)：用于降低和穩(wěn)定達(dá)林頓－耦合輸出級(jí)的放大倍數(shù)的一個(gè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一個(gè)輸出級(jí)，更具體地，涉及一個(gè)用于穩(wěn)定一個(gè)已知的包含雙極性晶體管的達(dá)林頓-耦合輸出級(jí)的無(wú)功電流和帶寬的裝置。
背景技術(shù)：
這樣一個(gè)已知的輸出級(jí)對(duì)于低電流也有一個(gè)高的電流放大倍數(shù)。這使得當(dāng)電流減少時(shí)，輸出級(jí)的帶寬減小。該電流放大倍數(shù)隨著一個(gè)晶體管到一個(gè)晶體管而變化，而且，該電流放大倍數(shù)是于溫度有關(guān)的。這導(dǎo)致了輸出級(jí)無(wú)功電流的穩(wěn)定的問(wèn)題。
發(fā)明簡(jiǎn)述本發(fā)明的目的在于消除在已知的輸出級(jí)中的這些問(wèn)題。
這可以根據(jù)本發(fā)明而獲得，其中用到輸出級(jí)的分別增加和減小的輸入電流使輸出級(jí)的電流放大倍數(shù)增加和減少。
因此，在高輸入電路處獲得一個(gè)高的電流放大倍數(shù)，這導(dǎo)致在驅(qū)動(dòng)電流中的低驅(qū)動(dòng)電流和低內(nèi)部功耗。對(duì)于低輸入電流，輸出級(jí)的電流放大倍數(shù)減小以與晶體管的截止頻率基本匹配，該頻率以一種本身已知的方式減小，使得輸出級(jí)的帶寬基本穩(wěn)定。在低輸入電流時(shí)的一個(gè)低和穩(wěn)定的放大倍數(shù)也相當(dāng)簡(jiǎn)化了輸出級(jí)的無(wú)功電流的控制附圖
簡(jiǎn)述下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，在附圖中顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)輸出級(jí)的實(shí)施例的簡(jiǎn)圖。
優(yōu)選實(shí)施例附圖顯示了一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的輸出級(jí)，它包括一個(gè)輸入端子IN，一個(gè)輸出端子OUT，和一個(gè)供電端子VBB。
以一種本身已知的方式，所示輸出級(jí)包括一個(gè)晶體管Q1，其基極連接到輸入端子IN而其集電極在所示實(shí)施例中，連接到輸出端子OUT。該晶體管Q1的集電極可以連接到另一個(gè)供電端子或接地。該晶體管Q1的發(fā)射極連接到晶體管Q2的基極。晶體管Q2的集電極連接到輸出端子OUT，同時(shí)其發(fā)射極連接到供電端子VBB。
考慮到在所感興趣的應(yīng)用中一個(gè)期望的、最大集電極電流，以一種本身已知的方式，選擇晶體管Q2以具有一個(gè)給定的發(fā)射極區(qū)域。
迄今為止，上述的、根據(jù)本發(fā)明的輸出級(jí)的部分被稱(chēng)為達(dá)林頓電路，它是公知的并具有在上面技術(shù)領(lǐng)域部分所述的缺點(diǎn)。
已知的輸出級(jí)的放大倍數(shù)將等于晶體管Q1的放大倍數(shù)β1和晶體管Q2的放大倍數(shù)β2的乘積。
根據(jù)本發(fā)明，晶體管Q3的集電極連接到輸入端子IN，而其發(fā)射極連接到供電端子VBB，其基極連接到晶體管Q1的發(fā)射極和晶體管Q2的基極之間的互連點(diǎn)上。
根據(jù)本發(fā)明，這樣選擇晶體管Q3的發(fā)射極區(qū)，即晶體管Q2和Q3的發(fā)射極區(qū)之間的比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于β1乘以β2。
附圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的輸出級(jí)的實(shí)施例，它是用于放大在輸入端IN處的輸入電流和在輸出端OUT處輸出一個(gè)輸入電流的放大版本。
在輸入端子IN處的輸入電流被分為到晶體管Q1的基極電流和到晶體管Q3的集電極電流。從而，晶體管Q1的發(fā)射極電流變?yōu)榈骄w管Q2和Q3的基極電流。
對(duì)于低輸入電流，電阻R1兩端的壓降將很小，使得晶體管Q2和Q3的基極-發(fā)射極電壓變得基本相等。因此，由于發(fā)射極區(qū)為晶體管尺寸的一個(gè)量度，晶體管Q2和Q3的集電極電流之間的比值將基本上等于晶體管Q2和Q3的的發(fā)射極區(qū)之間的比值。從而，基本上等于晶體管Q2和Q3的集電極電流之間比值的輸出級(jí)的放大倍數(shù)也變得等于晶體管Q2和Q3的的發(fā)射極區(qū)之間的比值。從而，可以通過(guò)輸入一個(gè)合適的電流到輸入端子IN中來(lái)簡(jiǎn)單地獲得晶體管Q2中的一個(gè)期望的無(wú)功電流。
對(duì)于端子IN處的更高的輸入電流，電阻R1兩端的壓降將增加，使得晶體管Q3的基極-發(fā)射極電壓相對(duì)于Q2的基極-發(fā)射極電壓減少。因此，晶體管Q2的集電極電流比晶體管Q3的集電極電流增加的更快。從而，由于上述放大倍數(shù)等于晶體管Q2和Q3的集電極電流之間比值，因此放大倍數(shù)將隨著輸入電流的增加而增加。
對(duì)于高輸入電流，電阻R1兩端的壓降將很大，使得到輸入端子IN的輸入電流基本上不再給出在晶體管Q3中增加的集電極電流。從而，輸入電流在此之上的每一個(gè)增加量基本上都作為到晶體管Q1的基極電流。晶體管Q1的發(fā)射極電流等于放大倍數(shù)β1乘以輸入電流。該發(fā)射極電流基本上作為到晶體管Q2的基極電流。晶體管Q2的集電極電流等于放大倍數(shù)β2乘以其基極電流，并因此，晶體管Q2的集電極電流變?yōu)榈扔讦?乘以β2乘以輸入電流。從而，在此情形下，對(duì)于高輸入電流，輸出級(jí)的放大倍數(shù)增到β1乘以β2。
根據(jù)本發(fā)明的輸出級(jí)的優(yōu)點(diǎn)在于放大倍數(shù)依賴(lài)于輸入電流，并且對(duì)于低輸入電流，通過(guò)使得放大倍數(shù)基本上依賴(lài)于所述發(fā)射極區(qū)之間的比值來(lái)使得放大倍數(shù)任意低和穩(wěn)定。從而，輸出級(jí)中所期望的帶寬可以向下保持在比可能值更低的電流處。
放大倍數(shù)依賴(lài)于輸入電流，和對(duì)于低輸入電流可為任意低的特性也簡(jiǎn)化了穩(wěn)定無(wú)功電流的問(wèn)題。
權(quán)利要求
一種用于對(duì)低輸入電流，降低和穩(wěn)定達(dá)林頓-耦合輸出級(jí)的放大倍數(shù)的裝置，該輸出級(jí)包括一個(gè)第一晶體管(Q1)，其基極連接到輸出級(jí)的輸入端子(IN)，而其發(fā)射極連接到第二晶體管(Q2)的基極，而第二晶體管的發(fā)射極連接到輸出級(jí)的供電端(VBB)，其集電極連接到輸出級(jí)的輸出端子(OUT)，其特征在于-具有一個(gè)第三晶體管(Q3)，其集電極連接到輸入端子(IN)，其發(fā)射極經(jīng)一個(gè)電阻(R1)連接到供電端子(VBB)，而其基極連接到第一晶體管(Q1)的發(fā)射極與第二晶體管(Q2)的基極之間的互連點(diǎn)上，和-該第二和第三晶體管(Q2,Q3)的發(fā)射極區(qū)之間的比值小于第一晶體管(Q1)的放大倍數(shù)與第二晶體管(Q2)的放大倍數(shù)的乘積，從而對(duì)于低輸入電流，輸出級(jí)的放大倍數(shù)將與發(fā)射極區(qū)之間的比值相對(duì)應(yīng)。
全文摘要
為了穩(wěn)定一個(gè)輸出級(jí)的無(wú)功電流和帶寬,在一個(gè)電流間隔中采用該輸出級(jí)以利用一個(gè)增加的輸入電流來(lái)將其電流放大倍數(shù)連續(xù)地從第一放大倍數(shù)值增加到第二放大倍數(shù)值。
文檔編號(hào)H03F3/21GK1236503SQ9719953
公開(kāi)日1999年11月24日 申請(qǐng)日期1997年11月6日 優(yōu)先權(quán)日1996年11月8日
發(fā)明者H·艾利森 申請(qǐng)人:艾利森電話股份有限公司