專利名稱：具有靜態(tài)電流抑制功能的低壓降放大電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種功率放大器，更具體地，本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種具有 靜態(tài)電流抑制功能的放大器。
背景技術(shù)：
放大器用于將低功率信號放大為高功率信號，以為負(fù)載提供高質(zhì)量、低總諧波失 真(THD)的放大信號。一般地，放大器由一正電源和系統(tǒng)地供電，且放大器所接負(fù)載亦耦接至該系統(tǒng)地。 因此，在從放大器輸出端經(jīng)負(fù)載至系統(tǒng)地的路徑上，將存在大量的靜態(tài)電流。該靜態(tài)電流使 得放大器的效率降低且使負(fù)載的使用壽命縮短。為消除上述靜態(tài)電流，一種現(xiàn)有技術(shù)是采用直流去耦電容。圖1為采用直流去耦 電容以消除靜態(tài)電流的電路示意圖。如圖1所示，將電容Cout耦接至放大器的輸出端和負(fù) 載之間。該電容作為一高通濾波器件，將阻止從放大器輸出端輸出的靜態(tài)電流經(jīng)負(fù)載流入 系統(tǒng)地。然而，電容Cout的容值一般在100 470iiF (微法)的范圍內(nèi)。這樣容值的電容 體積較大，難于集成且增加了系統(tǒng)成本。此外，采用直流去耦電容還會弓I入額外的爆音。為消除上述靜態(tài)電流，還可以將放大器的輸出信號偏置至系統(tǒng)地。但由于放大器 輸出信號的擺動，除非將放大器的最小供電電壓設(shè)定為比地電壓更小的值，否則很難將放 大器的輸出偏置至系統(tǒng)地。圖2為將放大器的輸出信號偏置至系統(tǒng)地以消除靜態(tài)電流的電 路示意圖。如圖2所示，電路采用一負(fù)電荷泵NCP，以產(chǎn)生一負(fù)電壓作為最小電壓提供至放 大器AMP。這樣，放大器的輸出信號將具有較大的擺動范圍，因此，放大器的輸出容易偏置 至系統(tǒng)地。該方法不再需要直流去耦電容，使得電路成本降低，且簡化了放大器的設(shè)計和應(yīng) 用。然而，由于負(fù)電荷泵的采用，將使得放大器承受更大的壓降，即使對于低功率應(yīng)用場合， 該電路也難于采用現(xiàn)有半導(dǎo)體技術(shù)加以制造。例如，將放大器用于手機(jī)，由于手機(jī)的供電電 源鋰電池的最大電壓為4. 2V，這樣，放大器上的壓降將超過8V。具有這樣大壓降的放大器 將很難采用低壓半導(dǎo)體技術(shù)加以制造。即使能夠制造，其制造成本也很高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的在于提供一種新型放大器電路，該新型放大器電路能夠消除靜 態(tài)電流，提高電路性能。本發(fā)明的另一個目的在于提供一種新型放大器電路，該新型放大器電路亦能夠消 除靜態(tài)電流，同時能消除電路噪聲。本發(fā)明的另一個目的在于提供一種新型放大器電路，該新型放大器電路亦能夠消 除靜態(tài)電流，同時該新型電路不需要控制電路，減小了電路尺寸且降低了電路成本。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種新型放大器電路，該新型放大器電路包括穩(wěn)壓 電源電路，所述穩(wěn)壓電源電路接收第一輸入電壓且提供第一輸出電壓；電荷泵，所述電荷泵 接收第二輸入電壓且提供第二輸出電壓；以及放大器，所述放大器接收所述第一輸出電壓
4和所述第二輸出電壓且提供放大輸出電壓。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供另一種新型放大器電路，該新型放大器電路包括第 一低壓差線性穩(wěn)壓器，所述第一低壓差線性穩(wěn)壓器接收第一輸入電壓且提供第一輸出電 壓；第二低壓差線性穩(wěn)壓器，所述第二低壓差線性穩(wěn)壓器接收第一輸入電壓且提供第二輸 出電壓；電荷泵，所述電荷泵接收第一輸出電壓且提供第三輸出電壓；以及放大器，所述放 大器接收所述第二輸出電壓和所述第三輸出電壓。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供另一種新型放大器電路，該新型放大器電路包括串 聯(lián)晶體管串電路，所述串聯(lián)晶體管串電路接收第一輸入電壓且提供第一輸出電壓；電荷泵， 所述電荷泵接收第二輸入電壓且提供第二輸出電壓；以及放大器，所述放大器接收所述第 一輸出電壓和所述第二輸出電壓且提供放大輸出電壓。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中采用直流耦合電容以消除靜態(tài)電流的電路示意圖。圖2為現(xiàn)有技術(shù)中將放大器輸出偏置至系統(tǒng)地以消除靜態(tài)電流的電路示意圖。圖3為根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的采用低壓差線性穩(wěn)壓器以消除靜態(tài)電流的放 大器電路10。圖4為根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例的采用低壓差線性穩(wěn)壓器以消除靜態(tài)電流的 放大器電路20。圖5(a)示出圖3所示放大器電路10以及圖4所示放大器電路20中的低壓差線 性穩(wěn)壓器LD0的原理電路。圖5(b)示出圖3所示放大器電路10以及圖4所示放大器電路20中的低壓差線 性穩(wěn)壓器LD0的另一原理電路。圖6示出根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的消除電路噪聲的放大器電路60。圖7示出根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的采用串聯(lián)晶體管以消除靜態(tài)電流的放大器 電路70。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的實(shí)施例提出了一種消除靜態(tài)電流的新型放大器電路。該新型放大器電路 不必采用直流去耦電容，也不必使用價格高昂的半導(dǎo)體制造技術(shù)，從而使電路性能得到提 高，同時，縮小了電路尺寸且降低了制造成本。圖3示出根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的采用低壓差線性穩(wěn)壓器(lowdropout regulator)以消除靜態(tài)電流的放大器電路10。如圖3所示，在放大器電路10中，低壓差線 性穩(wěn)壓器LD0接收電源電壓V⑵并提供輸出電壓SP，輸出電壓SP為正值。負(fù)電荷泵NCP亦 接收電源電壓\c，并產(chǎn)生輸出電壓SN，輸出電壓SN為負(fù)值。放大器AMP接收所述輸出電壓 SP和所述輸出電壓SN，并提供輸出電壓VQUT。負(fù)電荷泵NCP根據(jù)電源電壓產(chǎn)生輸出電壓SN，其絕對值可以等于輸出電壓SP， 即-SN = SP ；SN的絕對值亦可以不等于輸出電壓SP，及-SN興SP。輸出電壓SP和SN分別 作為最大輸入電壓和最小輸入電壓被提供至放大器AMP。這樣，放大器的輸出電壓VOTT將在 輸出電壓SP和SN之間擺動，易于被偏置至系統(tǒng)地。另外，低壓差線性穩(wěn)壓器LD0的引入使得加在放大器上的壓降減小，易于采用現(xiàn)有半導(dǎo)體技術(shù)制造，降低了制造成本。在本實(shí)施例中，負(fù)電荷泵NCP連接至電源電壓Vee。然而，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員 應(yīng)當(dāng)了解，在其它實(shí)施例中，負(fù)電荷泵NCP還可以由LD0提供的輸出電壓SP供電或者由一 外加電源供電。為避免累述，此處不再具體示出。圖4為根據(jù)本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例的采用低壓差線性穩(wěn)壓器以消除靜態(tài)電流的 放大器電路20。如圖4所示，LD0的輸出電壓SP作為最大輸出電壓被提供給放大器AMP1 和AMP2，NCP的輸出電壓SN作為最小輸出電壓被提供給放大器AMP1和AMP2。放大器AMP1 和AMP2分別輸出輸出電壓VOTT1*VOTT2。以此類推，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，LD0 和NCP各自的輸出電壓SP和SN可被提供至多個放大器，以用于不同的應(yīng)用場合。圖5(a)和圖5(b)示出圖3所示放大器電路10以及圖4所示放大器電路20中的 低壓差線性穩(wěn)壓器LD0的兩種原理電路。如圖5(a)所示，該低壓差線性穩(wěn)壓器為一 P型低 壓差線性穩(wěn)壓器(PLD0)。如圖5(b)所示，該低壓差線性穩(wěn)壓器為一 N型低壓差線性穩(wěn)壓 器(NLD0)。在圖5(a)所示的P型低壓差線性穩(wěn)壓器(PLD0)中包括一輸出電容，該輸出電 容能濾除低壓差線性穩(wěn)壓器的輸出紋波。在圖5(b)所示的N型低壓差線性穩(wěn)壓器(NLD0) 中，由于采用了 N型晶體管，因而不再需要輸出電容，縮小了電路尺寸且降低了電路成本。如前所述，在某些實(shí)施例中，負(fù)電荷泵NCP由LD0提供的輸出電壓SP供電，即負(fù)電 荷泵NCP和放大器AMP均連接至低壓差線性穩(wěn)壓器LD0。該種連接方式使得由電荷泵NCP 產(chǎn)生的噪聲易通過低壓差線性穩(wěn)壓器LD0耦合至放大器AMP。為消除該噪聲，可以在電路中 使用兩個LD0。圖6示出根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的消除電路噪聲的放大器電路30。如圖6所 示，在放大器電路30中，采用低壓差線性穩(wěn)壓器LD01為電荷泵NCP提供電壓CVCC ；采用低 壓差線性穩(wěn)壓器LD02為放大器AMP提供AVCC。由于電荷泵NCP和放大器AMP的輸入電壓 分別由兩個LD0提供，因此，由電荷泵NCP產(chǎn)生的噪聲不會進(jìn)入放大器AMP，從而避免了對放 大器AMP的干擾。圖7示出根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施例的采用串聯(lián)晶體管以消除靜態(tài)電流的放大器 電路40。如圖7所示，電流源13的電流流入端連接至電源電壓Vee。晶體管的集電極連 接至電流源Is的電流流出端，其基極連接至其集電極。晶體管T2的集電極連接至晶體管1\ 的射極，晶體管T2的基極連接至其集電極。以此類推，晶體管Tn的集電極連接至晶體管L 的射極，晶體管Tn的基極連接至其集電極，晶體管Tn的射極連接至系統(tǒng)地，其中，N為自然 數(shù)。晶體管Tott的集電極連接至電源電壓Vee，其基極連接至晶體管的基極，其射極提供 電壓SVCC至放大器AMP和電荷泵NCP。設(shè)各晶體管相同，其壓降均為VBE，當(dāng)電源電壓Vee足夠高，大于NX VBE時，由晶體管 Tout提供的電壓SVCC為SVCC = Vcc"0. 7。當(dāng)電源電壓Ncc不夠高，小于NXVbe時，晶體管串
I\、T2......Tn+1斷開，電源電壓通過電流源Is連接至晶體管Tott的基極，此時，由晶體管Tott
提供的電壓SVCC為SVCC = Vcc-0. 7。一般情況下，電源電壓大于NXVBE，此時，由晶體 管TOTT提供的電壓SVCC為svcc = (N-1) XVBE。由上式可見，加在放大器上的最大供電電 壓由SVCC提供，使得放大器上承受的壓降減小，易于采用現(xiàn)有半導(dǎo)體技術(shù)制造，降低了制 造成本。另外，放大器電路40不需要控制電路，減小了電路尺寸，降低了電路成本。關(guān)于上述內(nèi)容，顯然本發(fā)明的很多其它改型和改動也是可行的。這里應(yīng)該明白，
6在隨附的權(quán)利要求書所涵蓋的保護(hù)范圍內(nèi)，本發(fā)明可以應(yīng)用此處沒有具體描述的技術(shù)而實(shí) 施。當(dāng)然還應(yīng)該明白，由于上述內(nèi)容只涉及本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例，所以還可以進(jìn)行許多 改型而不偏離隨附的權(quán)利要求所涵蓋的本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍。由于公開的僅是較佳實(shí) 施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以推斷出不同的改型而不脫離由隨附的權(quán)利要求所定義的本 發(fā)明的精神和保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種放大電路，其中，所述放大電路包括穩(wěn)壓電源電路，所述穩(wěn)壓電源電路接收第一輸入電壓且提供第一輸出電壓；電荷泵，所述電荷泵接收第二輸入電壓且提供第二輸出電壓；以及放大器，所述放大器接收所述第一輸出電壓和所述第二輸出電壓且提供放大輸出電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的放大電路，其中，所述第二輸入電壓為所述第一輸出電壓或者 為所述第一輸入電壓或者由一外加電源提供。
3.如權(quán)利要求1所述的放大電路，其中，所述第二輸入電壓為所述第一輸出電壓或者 為所述第一輸入電壓。
4.如權(quán)利要求1所述的放大電路，其中，所述第二輸入電壓為所述第一輸入電壓。
5.如權(quán)利要求1所述的放大電路，其中，所述第一輸出電壓為正值，所述第二輸出電壓 為負(fù)值，所述第一電壓和第二電壓的絕對值相等。
6.如權(quán)利要求1所述的放大電路，其中，所述第一輸出電壓為正值，所述第二輸出電壓 為負(fù)值，所述第一電壓和第二電壓的絕對值不相等。
7.如權(quán)利要求1所述的放大電路，其中，所述穩(wěn)壓電源電路為低壓差線性穩(wěn)壓器。
8.如權(quán)利要求7所述的放大電路，其中，所述低壓差線性穩(wěn)壓器為N型低壓差線性穩(wěn)壓o
9.如權(quán)利要求7所述的放大電路，其中，所述低壓差線性穩(wěn)壓器為P型低壓差線性穩(wěn)壓o
10.如權(quán)利要求9所述的放大電路，其中，所述低壓差線性穩(wěn)壓器包括一電容，所述電 容耦接于所述P型低壓差線性穩(wěn)壓器的輸出端和系統(tǒng)地之間。
11.如權(quán)利要求1所述的放大電路，其中，所述穩(wěn)壓電源電路為串聯(lián)晶體管串電路。
12.如權(quán)利要求11所述的放大電路，其中，所述串聯(lián)晶體管串電路包括電流源，所述電流源接收所述第一輸入電壓；晶體管串，所述晶體管串包括N個晶體管1\，......，TN，其中，N為自然數(shù)，所述晶體管串連接于電流源與系統(tǒng)地之間；以及輸出晶體管，所述輸出晶體管的集電極連接至所述第 一輸入電壓，基極連接至所述晶體管串且所述射極連接至所述放大器。
13.如權(quán)利要求12所述的放大電路，其中，晶體管的集電極連接至所述電流源，晶體管tn的射極連接至所述系統(tǒng)地，晶體管T2，......，Tn的集電極分別連接至晶體管1\，......，TN_i的射極，且晶體管1\，......，Tn的基極分別連接至其自身的集電極。
14.一種放大電路，其中，所述放大電路包括第一低壓差線性穩(wěn)壓器，所述第一低壓差線性穩(wěn)壓器接收第一輸入電壓且提供第一輸 出電壓；第二低壓差線性穩(wěn)壓器，所述第二低壓差線性穩(wěn)壓器接收第一輸入電壓且提供第二輸 出電壓；電荷泵，所述電荷泵接收第一輸出電壓且提供第三輸出電壓；以及放大器，所述放大器接收所述第二輸出電壓和所述第三輸出電壓。
15.如權(quán)利要求14所述的放大電路，其中，所述第一輸出電壓為正值，所述第二輸出電 壓為負(fù)值，所述第一電壓和第二電壓的絕對值相等。
16.如權(quán)利要求14所述的放大電路，其中，所述第一輸出電壓為正值，所述第二輸出電 壓為負(fù)值，所述第一電壓和第二電壓的絕對值不相等。
17.—種放大電路，其中，所述放大電路包括串聯(lián)晶體管串電路，所述串聯(lián)晶體管串電路接收第一輸入電壓且 提供第一輸出電壓；電荷泵，所述電荷泵接收第二輸入電壓且提供第二輸出電壓；以及 放大器，所述放大器接收所述第一輸出電壓和所述第二輸出電壓且提供放大輸出電壓。
18.如權(quán)利要求17所述的放大電路，其中，所述串聯(lián)晶體管串電路包括 電流源，所述電流源連接至所述第一輸入電壓；串聯(lián)晶體管串，所述串聯(lián)晶體管串連接于電流源與系統(tǒng)地之間； 以及輸出晶體管，所述輸出晶體管的基極連接至電流源和串聯(lián)晶體管串的公共節(jié)點(diǎn)，其集 電極連接至所述第一輸入電壓，其射極輸出所述第一輸出電壓。
19.如權(quán)利要求17所述的放大電路，其中，所述串聯(lián)晶體管串包括N個晶體管1\，......，TN，其中，N為自然數(shù)，晶體管的集電極連接至所述電流源，晶體管&的射極連接至所述系統(tǒng)地，晶體管T2，......，Tn的集電極分別連接至晶體管1\，......，TN_i的射極，且晶體管1\，......，Tn的基極分別連接至其自身的集電極。
20.如權(quán)利要求17所述的放大電路，其特征在于，所述晶體管為N型雙極型晶體管或者 N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種新型放大器電路，該新型放大器電路包括負(fù)電荷泵，低壓差線性穩(wěn)壓器以及放大器。該新型放大器電路能夠消除電路中的靜態(tài)電流且易于采用現(xiàn)有半導(dǎo)體技術(shù)加以制造，該新型放大器電路不僅減小了電路尺寸還降低了電路成本。
文檔編號H03F1/30GK101931370SQ20101026856
公開日2010年12月29日 申請日期2010年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月26日
發(fā)明者林金燕, 王銳, 趙慧杰, 郎蕓萍 申請人:成都芯源系統(tǒng)有限公司