專利名稱：熱分布式達(dá)林頓放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及一種用于實(shí)現(xiàn)放大器的方法和/或結(jié)構(gòu)，尤其涉及大功率達(dá)林頓反饋放大器。
背景技術(shù)：
由于常規(guī)達(dá)林頓反饋放大電路布局的較高功率帶寬特性，其用途已經(jīng)非常廣泛。但是，達(dá)林頓布局不能用于使輸入晶體管的熱發(fā)射極鎮(zhèn)流，而同時(shí)又無顯著的RF性能的損失。
參見圖1，示出了常規(guī)達(dá)林頓反饋放大器10。在功率應(yīng)用中，為了提供給定的發(fā)送器應(yīng)用所需要的電流和電壓震蕩，需要多個(gè)并聯(lián)的輸入輸出晶體管。圖中所示的放大器10沒有提供輸入晶體管熱鎮(zhèn)流。由于這種布圖技術(shù)的存在，晶體管Q1A和Q1B本身通常容易被熱擊穿。放大器10允許通過輸出級(jí)晶體管Q2A、Q2B的電阻RE2A，RE2B實(shí)現(xiàn)各個(gè)發(fā)射極的負(fù)反饋。但是，輸入晶體管Q1A和Q1B饋電至輸出級(jí)晶體管Q2A、Q2B的共基端A，不能實(shí)現(xiàn)發(fā)射極鎮(zhèn)流。由于輸入晶體管Q1A和Q1B的發(fā)射極都連接于共同的節(jié)點(diǎn)A，所以電阻RE1A和RE1B不能對(duì)輸入晶體管Q1A和Q1B進(jìn)行有效的鎮(zhèn)流。放大器10可以實(shí)現(xiàn)輸入晶體管Q1A和Q1B的基極和發(fā)射極局部鎮(zhèn)流，但是，這樣的基極和發(fā)射極鎮(zhèn)流是以犧牲系統(tǒng)性能(即，增益和干擾)為代價(jià)的。輸出晶體管Q2A和Q2B通常設(shè)置有發(fā)射極負(fù)反饋，以提供RF反饋和發(fā)射極鎮(zhèn)流。這種設(shè)置可以防止輸出級(jí)熱擊穿。
參見圖2，圖中的紅外熱掃描圖20示出了一個(gè)舉例說明的GaAsHBT半導(dǎo)體芯片上的實(shí)際元件的相對(duì)溫度和絕對(duì)溫度。掃描圖20說明，輸入晶體管(即六個(gè)并聯(lián)的HBT元件)出現(xiàn)熱擊穿，由于存在著正熱電反饋，其中的兩個(gè)晶體管隨著偏流表現(xiàn)出明顯的“熱擊穿”。掃描圖20所示的熱擊穿說明，常規(guī)達(dá)林頓反饋放大電路10的輸入晶體管具有熱不穩(wěn)定性，這使它不能應(yīng)用輸入級(jí)晶體管Q1A和Q1B上的熱鎮(zhèn)流。發(fā)射極負(fù)反饋或串聯(lián)反饋通常用在輸出晶體管Q2A和Q2B上，以實(shí)現(xiàn)輸出裝置的熱穩(wěn)定性。輸出晶體管Q2A和Q2B通常會(huì)采用發(fā)射極鎮(zhèn)流，這將實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的熱特性。達(dá)林頓放大器10通常會(huì)具有輸出晶體管Q2A和Q2B的發(fā)射極負(fù)反饋，而發(fā)射極負(fù)反饋不會(huì)應(yīng)用在輸入晶體管Q1A和Q1B上。
參見圖3，示出常規(guī)的基極鎮(zhèn)流的達(dá)林頓放大器30。放大器30采用了獨(dú)立的晶體管Q1A和Q1B基極鎮(zhèn)流。當(dāng)基極鎮(zhèn)流可以部分應(yīng)用于輸入晶體管Q1A和Q1B上時(shí)，基極鎮(zhèn)流電阻RB1和RB2的值通常為β×N，N是適合的熱發(fā)射極鎮(zhèn)流所需的電阻值?；鶚O鎮(zhèn)流電阻值在50-200歐姆之間，這將大大減少帶寬。這樣的鎮(zhèn)流范圍還在放大器30的輸入端產(chǎn)生熱干擾?；鶚O鎮(zhèn)流的實(shí)現(xiàn)以增加輸入端的熱干擾和隨溫度變化的較高的放大器干擾指數(shù)靈敏性為代價(jià)。熱干擾(對(duì)溫度變化非常敏感)的增加，可在諸如GSM或者CATV的無線發(fā)射機(jī)應(yīng)用中消除基極鎮(zhèn)流。GSM是歐洲移動(dòng)電話標(biāo)準(zhǔn)，使用恒定的包絡(luò)調(diào)制(envelope modulation)。蜂窩移動(dòng)電話標(biāo)準(zhǔn)通常具有關(guān)于功率放大器器件的干擾性能規(guī)范。CATV是指社區(qū)訪問電視(community access TV)，同樣要求高功率低發(fā)送干擾特性。
參見圖4，示出了常規(guī)的發(fā)射極鎮(zhèn)流放大器40。通過電阻REEA和REEB，發(fā)射極鎮(zhèn)流被應(yīng)用在輸入晶體管Q1A和Q1B上。在驅(qū)動(dòng)節(jié)點(diǎn)A之前，放大器40采用發(fā)射極鎮(zhèn)流，通過REEA和REEB用于輸入晶體管Q1A和Q1B。這種實(shí)現(xiàn)方式改善了輸入晶體管Q1A和Q1B的熱穩(wěn)定性，但由于發(fā)射極鎮(zhèn)流電阻REEA和REEB以及偏壓電阻RE1A和RE1B的存在，該穩(wěn)定性是以降低電壓增益為代價(jià)的。
美國專利No.3,813,588，由Ring提出，名稱為“高效功率達(dá)林頓裝置結(jié)構(gòu)(Efficient Power Darlington Device Configuration)”。該專利涉及一種達(dá)林頓裝置的布局結(jié)構(gòu)，有效地實(shí)現(xiàn)了半導(dǎo)體區(qū)，從而構(gòu)建了一種達(dá)林頓三端裝置。該裝置結(jié)合了輸出晶體管發(fā)射極鎮(zhèn)流。但是該專利并未明確提到Ring在輸入晶體管上應(yīng)用了發(fā)射極鎮(zhèn)流。Ring僅間接地指出，發(fā)射極鎮(zhèn)流電阻“位于與第一行中的每一個(gè)發(fā)射極分區(qū)相鄰近的位置”，這很像放大器40的發(fā)射極鎮(zhèn)流裝置。Ring的588號(hào)專利提到了一種達(dá)林頓裝置結(jié)構(gòu)，即該裝置可以被當(dāng)作一個(gè)單獨(dú)工作元件晶體管。
美國專利No.5,541,439，由Mojaradi等人提出，名稱為“高電壓的達(dá)林頓雙晶體管的布局(Layout For A High Voltage DarlingtonPair)”。該專利應(yīng)用一種達(dá)林頓裝置環(huán)形布局結(jié)構(gòu)，以在緊湊區(qū)域內(nèi)得到高電壓達(dá)林頓晶體管。Mojaradi等人提出一種元器件定向式布局，與晶體管熱分布式和物理分布式電路布局相反。Mojaradi等人并未提到以發(fā)射極鎮(zhèn)流來控制達(dá)林頓裝置的輸入晶體管的熱擊穿。
美國專利No.5,661,431，由Ueno等人提出，名稱為“達(dá)林頓結(jié)構(gòu)中的輸出電路(Output Circuit In Darlington Configuration)”。文中提到一種沒有使用整體鎮(zhèn)流的輸出級(jí)結(jié)構(gòu)。Ueno等人提出，通過應(yīng)用有源結(jié)構(gòu)(active topology)可以避免輸出電路的損失特性。除Ueno運(yùn)用PMOS器件來控制達(dá)林頓雙晶體管的動(dòng)態(tài)工作之外，Ueno等人的理論不適用于熱擊穿問題。
美國專利No.5,883,542，由Eriksson提出，名稱為“降低和穩(wěn)定達(dá)林頓耦合輸出極的放大系數(shù)的電路(Arrangement For ReducingAnd Stabilizing The Amplification Of A Darlington-Coupled OutputStage)”，文中提到，通過提供負(fù)反饋的有源裝置，來穩(wěn)定達(dá)林頓裝置的偏壓。Eriksson的電路可以穩(wěn)定擊穿的輸入元件，但并不適用于輸入裝置具有并聯(lián)的元器件(finger)的情況。
通常，達(dá)林頓放大器一直被用作寬帶增益方塊。初始的達(dá)林頓放大器系列的Avantek布局，MSAs，表明沒有對(duì)輸入晶體管元器件進(jìn)行鎮(zhèn)流。不需要鎮(zhèn)流的原因在于那些部件的低功率特性，以及硅的使用，硅具有比GaAs更強(qiáng)的熱傳導(dǎo)性能。采用局部的發(fā)射極和基極鎮(zhèn)流技術(shù)的傳統(tǒng)方法顯然是能夠和達(dá)林頓放大器的輸入級(jí)晶體管一起使用的技術(shù)。
因此，需要提供一種熱分布式達(dá)林頓布局結(jié)構(gòu)，解決與諸如GaAs HBTs等較差熱傳導(dǎo)技術(shù)相關(guān)聯(lián)的熱控制問題。此外，還需要這種布局結(jié)構(gòu)能夠進(jìn)行很好的熱鎮(zhèn)流，但又不會(huì)對(duì)電性能造成負(fù)面影響。而且，還需要這種布局結(jié)構(gòu)提供一種可以進(jìn)行發(fā)射極鎮(zhèn)流的放大器，用于在熱量方面和空間方面分散單個(gè)輸入晶體管的元器件高溫點(diǎn)。還需要一種實(shí)現(xiàn)這樣的分布的電路布局結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種達(dá)林頓放大器，其包括第一放大級(jí)和第二放大級(jí)。第一放大級(jí)通常包括一個(gè)或多個(gè)第一晶體管，用于響應(yīng)輸入信號(hào)，產(chǎn)生第一信號(hào)和第二信號(hào)。第二放大級(jí)通常包括一個(gè)或者多個(gè)第二晶體管，用于響應(yīng)所述第一信號(hào)和第二信號(hào)，產(chǎn)生輸出信號(hào)。這種達(dá)林頓放大器可用于提供第一晶體管的熱發(fā)射極鎮(zhèn)流。
本發(fā)明的目的，特征和優(yōu)點(diǎn)包括提供了一種方法和/或結(jié)構(gòu)，用于實(shí)現(xiàn)大功率達(dá)林頓反饋放大器，這種放大器可以
(i)獲得熱穩(wěn)定性而無需損失電性能；(ii)保持干擾指數(shù)特性不受溫度影響；和/或(iii)維持增益帶寬效果。


通過以下詳細(xì)說明和所附的權(quán)利要求及附圖，本發(fā)明的這些以及其它目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)將更加明顯。其中圖1是不具有輸入晶體管熱鎮(zhèn)流的常規(guī)達(dá)林頓放大器的示意圖；圖2是常規(guī)達(dá)林頓放大器的紅外熱掃描圖片；圖3是具有輸入級(jí)基極鎮(zhèn)流的常規(guī)達(dá)林頓放大器的示意圖；圖4是具有輸入級(jí)發(fā)射極鎮(zhèn)流的常規(guī)達(dá)林頓放大器的示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的一種熱分布式達(dá)林頓反饋放大器的示意圖；圖6a是常規(guī)達(dá)林頓放大器的示意圖；圖6b是分布式達(dá)林頓放大器的示意圖；圖7a至圖7b是曲線圖，用來說明常規(guī)達(dá)林頓放大器的S參數(shù)與頻率響應(yīng)關(guān)系的操作以及分布式達(dá)林頓的S參數(shù)與頻率響應(yīng)關(guān)系的操作；圖8a至圖8b是曲線圖，用來說明常規(guī)達(dá)林頓放大器的輸出功率和增益與輸入功率關(guān)系的操作，以及分布式達(dá)林頓放大器的輸出功率和增益與輸入功率關(guān)系的操作；
圖9a至圖9b是曲線圖，用來說明常規(guī)達(dá)林頓放大器的IP3特性的操作和分布式達(dá)林頓放大器的IP3特性的操作；圖10是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示意圖；以及圖11是本發(fā)明另一可選實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供了一種達(dá)林頓反饋放大器的輸入級(jí)的熱鎮(zhèn)流發(fā)射極的實(shí)現(xiàn)方法和裝置，并且，不影響原來的達(dá)林頓放大器布局的干擾和功率帶寬特性。為了實(shí)現(xiàn)輸入晶體管的熱鎮(zhèn)流，本發(fā)明采用了一種熱分布布局，允許輸入晶體管的發(fā)射極鎮(zhèn)流，而不對(duì)電學(xué)性能產(chǎn)生負(fù)面影響。
本發(fā)明可將達(dá)林頓雙晶體管結(jié)構(gòu)用于大功率應(yīng)用中。這種功率應(yīng)用要求第一級(jí)和第二級(jí)的周邊電路足夠大，以能夠處理高功率所需的大電流。因此，輸入級(jí)與輸出級(jí)都可以采用大量元器件。輸入和輸出元器件可以采用并聯(lián)的雙極元器件結(jié)構(gòu)(例如基極、發(fā)射極、和集電極被連接起來)。
參看圖5，示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例提出的電路100的方塊圖。電路100主要包括第一方塊(或者電路)102、第二方塊(或者電路)104、以及第三方塊(或者電路)106。第一部分102可采用一個(gè)電阻(例如RFB)和另一個(gè)電阻(例如RBIAS)的形式。第二部分104包括部分110和部分112。部分110可使用一個(gè)晶體管Q1A、一個(gè)晶體管Q1B、一個(gè)電阻RE1A、以及一個(gè)電阻RE1B。部分112可采用一個(gè)晶體管Q2A、一個(gè)晶體管Q2B、一個(gè)電阻RE2A、以及一個(gè)電阻RE2B。晶體管Q1B的發(fā)射極與晶體管Q2A的基極相連，形成節(jié)點(diǎn)A。同樣，晶體管Q1A的發(fā)射極通常和晶體管Q2B的基極相連，形成節(jié)點(diǎn)B。電路106通常包括一個(gè)電容(例如，BYPASS)、一個(gè)電阻(例如RDC)、以及一個(gè)感應(yīng)器(例如CHOKE)。通常，輸入一個(gè)輸入信號(hào)(例如RE_IN)到電路102，通過電路104，接著通過電路106得到一個(gè)輸出信號(hào)(例如，RF_OUT)。在一個(gè)實(shí)施例中，電路100可采用一種熱分布式大功率達(dá)林頓放大器的結(jié)構(gòu)。
晶體管Q1A、Q1B、Q2A、和Q2B的集電極通常直接與輸出端RF_OUT相連。輸入晶體管Q1A和Q1B的基極接線端通常與輸入信號(hào)RF_IN直接相連，而各個(gè)發(fā)射極分別與第二放大級(jí)晶體管Q2A、Q2B的各個(gè)基極端相連接。這種結(jié)構(gòu)允許輸入晶體管Q1A和Q1B具有獨(dú)立的發(fā)射極鎮(zhèn)流，而不會(huì)犧牲放大器100的電特性。輸入和輸出元件可以是分布式的，這樣，每個(gè)輸入元件都帶有一個(gè)發(fā)射極電阻(例如，RE1A和RE1B)，通過這種熱分布式布局，可以實(shí)現(xiàn)鎮(zhèn)流。
另外，如果功率器件較大或者在高頻下工作，輸入器件和輸出器件應(yīng)隔開較大距離，例如在一定工作頻率(例如10Ghz)下，該距離為四分之一波長的1/10。從晶體管Q1A和Q1B的發(fā)射極到晶體管Q2A和Q2B的基極的傳輸線(結(jié)合圖11和圖12進(jìn)行詳細(xì)的描述)具有同樣的長度，以提供使在晶體管Q2A和Q2B的輸出集電極合并的信號(hào)相等的相位匹配。而且，針對(duì)那些有問題的具體工作頻率，可對(duì)該傳輸線的阻抗進(jìn)行優(yōu)化。此外，為使在輸出端合并的信號(hào)相位平衡，分別用來將晶體管Q1A、Q1B的集電極連接到Q2A、Q2B的其它傳輸線的長度應(yīng)該匹配。同時(shí)，也可以優(yōu)化阻抗特性或帶寬特性，從而實(shí)現(xiàn)最大的功率傳輸。
電路100可以防止第一級(jí)晶體管Q1A和Q1B的熱擊穿，而不用犧牲如圖3中的基極鎮(zhèn)流的達(dá)林頓放大器30的干擾指數(shù)特性，或者如圖4中的發(fā)射極鎮(zhèn)流的達(dá)林頓放大器40的增益帶寬特性。本發(fā)明的技術(shù)可以擴(kuò)展到多個(gè)第一級(jí)和第二級(jí)晶體管中。應(yīng)當(dāng)理解，該發(fā)明并不局限于在第一級(jí)晶體管和第二級(jí)晶體管之間的一一對(duì)應(yīng)。特別指出第一級(jí)晶體管發(fā)射極的各種連線方式都可以被連接到第二級(jí)晶體管的不同基極端或基極端組。
圖6a至圖6b中示出了兩個(gè)工作圖。圖6a是常規(guī)的達(dá)林頓放大器的模擬示意圖。在圖6a中的常規(guī)放大器中，兩個(gè)大器件D1和D2表示輸入級(jí)晶體管和輸出級(jí)晶體管。在圖6b中的熱分布式達(dá)林頓放大器中，四個(gè)輸入晶體管I1-I4中的每一個(gè)都分別被進(jìn)行發(fā)射極鎮(zhèn)流，并且驅(qū)動(dòng)三個(gè)輸出晶體管(例如晶體管I1驅(qū)動(dòng)輸出晶體管O1、O2、以及O3)。圖6a和圖6b的示意圖被用來模擬IP3、P1DB、以及小的信號(hào)增益響應(yīng)。結(jié)果(未示出)表明，由于采用了分布式布局，RF的特性沒有明顯的改變。
參看圖7a至圖7b，示出了兩個(gè)工作曲線。圖7a和圖7b分別示出了在常規(guī)設(shè)計(jì)和熱分布式設(shè)計(jì)之間的寬帶S-參數(shù)的模擬比較。圖7a至圖7b可以模擬大于10GHz的帶寬。圖7a和圖7b表明，由于應(yīng)用了分布式達(dá)林頓放大器布局，寬帶的增益響應(yīng)通常不會(huì)減弱。實(shí)際上，當(dāng)工作頻率增加時(shí)，由于不同的傳輸線使兩種結(jié)構(gòu)中的寄生電阻相連接，性能上會(huì)有顯著差別。通過使用分布式的傳輸線元件，分布式的達(dá)林頓結(jié)構(gòu)可以更加靈活地優(yōu)化高頻的電學(xué)性能。因此，本發(fā)明的電學(xué)性能會(huì)優(yōu)于傳統(tǒng)方法的電學(xué)性能。交錯(cuò)的發(fā)射極的布局(如圖5、圖10、以及圖11中所示的輸入晶體管的布局)采用相對(duì)于X軸相同方位的晶體管Q1A和Q1C和相對(duì)方位的晶體管Q1B和Q1D。這樣的方位有助于發(fā)散電阻RE1A、RE1B、RE1C、和RE1D產(chǎn)生的熱量。
參見圖8a至圖8b，圖中顯示了兩種工作曲線。圖8a和圖8b分別說明了在常規(guī)的設(shè)計(jì)和熱分布式的設(shè)計(jì)之間的模擬對(duì)比。圖8a和圖8b表明，由于應(yīng)用了熱分布式達(dá)林頓放大器結(jié)構(gòu)，基本輸出功率和增益壓縮特性沒有下降。圖8a說明了常規(guī)的達(dá)林頓放大器的輸出功率和增益與輸入功率的關(guān)系。圖8b說明了分布式達(dá)林頓放大器的輸出功率和增益與輸入功率的關(guān)系。圖8a和圖8b示出的情況均在約P1dB＝24dBm下進(jìn)行。
圖7b和圖8b是本發(fā)明的工作曲線圖。本發(fā)明考慮了晶體管、電阻的熱分布、以及達(dá)林頓輸入晶體管的熱鎮(zhèn)流。為了將輸入晶體管和輸出晶體管結(jié)合在一起，通常采用這樣一個(gè)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)考慮了適當(dāng)?shù)南辔黄胶猓捎梅植际絺鬏斁€，以實(shí)現(xiàn)最佳功率傳輸。
圖9a至圖9b是兩種工作曲線圖。圖9a和圖9b分別示出了在常規(guī)設(shè)計(jì)和熱分布設(shè)計(jì)之間的模擬IP3特性比較。圖9a和圖9b表明，由于采用了熱分布式達(dá)林頓布局，IP3特性沒有顯著的降低。圖9a說明了常規(guī)的達(dá)林頓IP3特性，圖9b說明了分布式的達(dá)林頓IP3特性。
參見圖10，示出了電路100’的詳細(xì)電路圖。電路100’說明了輸入晶體管的另一種用法，這些輸入晶體管被相互交錯(cuò)但方位對(duì)稱地布置，并且具有共用電阻RFB和RBIAS。電路100’與電路100具有相似的特性，除了增加了一個(gè)傳輸線方塊111和一個(gè)傳輸線方塊113。電路100’說明，為了減少電阻和晶體管之間共同承受的熱量，輸入晶體管Q1A、Q1B、Q1C、和Q1D具有發(fā)射極鎮(zhèn)流布局。電路100’可相對(duì)X軸對(duì)稱，從而優(yōu)化在輸出端合并的相位功率。成對(duì)的傳輸線TLIN1A/TLIN1C和TLIN1B/TLIN1D通常具有相等的長度，從而維持最佳的電路組合，實(shí)現(xiàn)最大的功率操作。輸出傳輸線TLIN2AC和TLIN2BD可在長度上匹配。同樣，輸出傳輸線TLIN1BD和TLIN1AC也可在長度上匹配?？蓪?duì)稱分布RBIAS和RFB的值，以分布電路工作的熱功耗。
參看圖11，示出了電路圖100”的詳細(xì)電路圖，該圖為本發(fā)明的另一可選實(shí)施例。電路100”可與電路100’相似。電路100’可采用分別具有發(fā)射極鎮(zhèn)流的輸入晶體管Q1A、Q1B、Q1C、和Q1D，組成一個(gè)相對(duì)X軸對(duì)稱的并行布局結(jié)構(gòu)。電路100”的結(jié)構(gòu)可以相對(duì)X軸對(duì)稱，以優(yōu)化在輸出端合并的相位功率。成對(duì)的傳輸線TLIN1A、TLIN1B、TLIN1C、以及TIN1D長度可相同，從而維持最佳的相位功率合并，獲取最大的功率操作。輸出傳輸線TLIN1BD、TLIN1AC、TLIN2AC、和TLIN2BD可具有相等的長度。電阻RBIAS和RFB可以不進(jìn)行分布，以為整個(gè)熱分布式達(dá)林頓放大器100”提供一個(gè)全局反饋路徑。
電路100可有廣泛的應(yīng)用，可以應(yīng)用到廣泛的增益方塊和功率放大器件中。電路100還可應(yīng)用到許多(例如超過50％)現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)增益方塊產(chǎn)品中，并對(duì)將來潛在的寬帶大功率應(yīng)用，如CATV、無線、以及有線基礎(chǔ)設(shè)施等，有著深遠(yuǎn)的影響。電路100可以實(shí)現(xiàn)熱穩(wěn)定性，而同時(shí)不犧牲電學(xué)特性，可以保持干擾指數(shù)特性不受溫度影響，保持增益帶寬效果。
本發(fā)明已結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例詳細(xì)示出和說明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，該發(fā)明在形式和細(xì)節(jié)方面可以有諸多的改變，而不脫離本
權(quán)利要求
1.一種達(dá)林頓放大器，包括第一級(jí)，包括一個(gè)或多個(gè)第一晶體管，用來響應(yīng)一個(gè)輸入信號(hào)，產(chǎn)生第一信號(hào)和第二信號(hào)；第二級(jí)，包括一個(gè)或多個(gè)第二晶體管，用來響應(yīng)所述第一信號(hào)和第二信號(hào)，產(chǎn)生一個(gè)輸出信號(hào)，其中所述裝置用來提供所述第一晶體管的熱發(fā)射極鎮(zhèn)流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的達(dá)林頓放大器，其中所述達(dá)林頓放大器提供了可在大功率應(yīng)用中工作的布局。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的達(dá)林頓放大器，其中所述第一晶體管的外圍電路很大，能夠處理所述大功率應(yīng)用所需要的大電流，所述第二晶體管的外圍電路很大，能夠處理所述大電流。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的達(dá)林頓放大器，其中所述第一晶體管包括并聯(lián)的雙極性器件，所述第二晶體管包括并聯(lián)的雙極性器件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的達(dá)林頓放大器，還包括輸入電路，用來接收所述輸入信號(hào)，并產(chǎn)生所述輸入信號(hào)的偏壓，其中所述偏壓被施加給所述第一級(jí)和所述第二級(jí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的達(dá)林頓放大器，其中所述輸入電路還用來接收所述輸出信號(hào)的反饋，所述偏壓信號(hào)被耦合到一個(gè)或多個(gè)所述第一晶體管和第二晶體管中的每個(gè)的發(fā)射極。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的達(dá)林頓放大器，其中所述達(dá)林頓放大器還用于提供所述熱發(fā)射極鎮(zhèn)流，而不犧牲干擾或功率帶寬特性。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的達(dá)林頓放大器，其中所述達(dá)林頓放大器包括一個(gè)熱分布式達(dá)林頓放大器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的達(dá)林頓放大器，其中所述一個(gè)或多個(gè)第一晶體管和第二晶體管的集電極被連接至輸出端，用來產(chǎn)生所述輸出信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的達(dá)林頓放大器，其中所述一個(gè)或多個(gè)第一晶體管的基極被連接至輸入端，用來產(chǎn)生所述輸入信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的達(dá)林頓放大器，其中所述一個(gè)或多個(gè)第一晶體管中的每個(gè)的發(fā)射極都連接至所述一個(gè)或多個(gè)第二晶體管中的每個(gè)的基極端。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的達(dá)林頓放大器，其中所述第一級(jí)還包括一個(gè)或多個(gè)第一電阻，每個(gè)電阻都與所述一個(gè)或多個(gè)第一晶體管中的至少一個(gè)串聯(lián)；以及所述第二級(jí)還包括一個(gè)或多個(gè)第二電阻，每個(gè)電阻都與所述一個(gè)或多個(gè)第二晶體管中的至少一個(gè)串聯(lián)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的達(dá)林頓放大器，還包括輸出電路，用來控制所述輸出信號(hào)。
14.一種達(dá)林頓放大器，包括用于利用一個(gè)或多個(gè)第一晶體管，響應(yīng)一個(gè)輸入信號(hào)，產(chǎn)生第一信號(hào)和第二信號(hào)的裝置；用于利用一個(gè)或多個(gè)第二晶體管，響應(yīng)所述第一信號(hào)和第二信號(hào)，產(chǎn)生一個(gè)輸出信號(hào)的裝置；以及用于提供所述第一晶體管的熱發(fā)射極鎮(zhèn)流的裝置。
15.一種提供熱分布式達(dá)林頓放大器雙晶體管結(jié)構(gòu)的方法，包括以下步驟(A)利用一個(gè)或多個(gè)第一晶體管，響應(yīng)一個(gè)輸入信號(hào)，產(chǎn)生第一信號(hào)和第二信號(hào)；(B)利用一個(gè)或多個(gè)第二晶體管，響應(yīng)所述第一信號(hào)和第二信號(hào)，產(chǎn)生一個(gè)輸出信號(hào)；以及(C)提供所述第一晶體管的熱發(fā)射極鎮(zhèn)流。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述達(dá)林頓放大器雙晶體管結(jié)構(gòu)被配置以在大功率應(yīng)用中工作。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中步驟(A)還包括使用所述第一晶體管，處理所述大功率應(yīng)用所需的大電流；以及步驟(B)還包括處理所述大電流。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述第一晶體管包括并聯(lián)的雙極性器件，所述第二晶體管包括并聯(lián)的雙極性器件。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，步驟(C)還包括提供熱發(fā)射極鎮(zhèn)流，而不犧牲干擾或功率帶寬特性。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中步驟(A)還包括將一個(gè)或多個(gè)第一電阻與所述第一晶體管串聯(lián)；以及步驟(B)還包括將一個(gè)或多個(gè)第二電阻與所述第二晶體管串聯(lián)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種達(dá)林頓放大器，包括第一級(jí)(110)和第二級(jí)(112)。第一級(jí)(110)通常包括一個(gè)或多個(gè)第一晶體管(Q1a，Q1b)，用來響應(yīng)一個(gè)輸入信號(hào)(RF_in)，產(chǎn)生第一信號(hào)(A)和第二信號(hào)(B)。第二級(jí)(112)通常包括一個(gè)或多個(gè)第二晶體管(Q2a，Q2b)，用來響應(yīng)第一信號(hào)(A)和第二信號(hào)(B)，產(chǎn)生一個(gè)輸出信號(hào)(RF_out)。達(dá)林頓放大器可以用來實(shí)現(xiàn)第一晶體管(Q1a，Q1b)的熱發(fā)射極鎮(zhèn)流。
文檔編號(hào)H03F1/52GK1520634SQ02812708
公開日2004年8月11日 申請(qǐng)日期2002年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月25日
發(fā)明者凱文·W·小林, 斯蒂芬·T·法里斯, T 法里斯, 凱文 W 小林 申請(qǐng)人:西倫澤微型器件有限公司