[发明专利]具有低失真的跨导放大器

说明书

本发明公开了一种低失真跨导放大器，所述低失真跨导放大器使用虚地输入级、一对电流镜、和偏置电流源来将电流提供到已接地负载。所述虚地输入级可包括被布置作为达灵顿对的晶体管。所述低失真跨导放大器可用作能在高频率下工作的电压控制AC电流源。

背景技术

技术领域

本公开整体涉及用在电子电路中的精密跨导放大器。

相关领域的说明

用在电路中的某些放大器是电压放大器，该电压放大器具有输入电压和对应的输出电压，输出电压比输入电压大一定增益系数。用在电路中的其他放大器是电流放大器，该电流放大器具有输入电流和对应的输出电流，输出电流比输入电流大一定增益系数。用在电路中的另外其他放大器是跨导放大器或跨阻放大器，该跨导放大器具有输入电压和对应的输出电流，该跨阻放大器具有输入电流和对应的输出电压。除应用增益外，跨导放大器和跨阻放大器还分别提供电压到电流或电流到电压转换功能。

此类转换功能可以多种方式实施。例如，当电阻器连接在DC电压源V与地之间时，电流I流经电阻器。因此，电阻器可被视为将电压转换成电流的装置，其中输出电流与施加的输入电压根据欧姆定律成比例：I = V/R或I = GV。当连接到电阻器的电压源进一步与放大器级串联时，便得到跨导放大器。跟电阻器一样，跨导放大器也输出与其输入电压成比例的电流。放大器级可为例如晶体管、运算放大器（“运放”）或晶体管的布置。所得到的跨导放大器提供用于在电子电路中使用的电压控制电流源，如本领所已知。

跨导是指跨直流(DC)装置的电导率，即，装置的输入与输出之间的电导率。电导率G被定义为DC电路中电阻的倒数：G (mhos) = 1/R (Ω)。术语“导纳”是指交流(AC)电路中的电导率，或者阻抗的倒数：Y (mhos) = 1/Z (Ω)，如本领域所熟知。跨导的AC当量于是就是跨导纳。

达灵顿(Darlington)对在电路设计领域中被视为其中第一晶体管的输出电流被第二晶体管进一步放大的一对双极晶体管。达灵顿对因此表现得如同具有高电流增益的单个晶体管，该电流增益大约等于单个晶体管的增益的平方。达灵顿对的缺点在于，它在高频率下往往变得不稳定，因此其工作带宽有限。

电流镜在电路设计领域中被视为可用于将偏置电流提供到负载的电路。电流镜可被视为电流控制电流源。

发明内容

低失真跨导放大器使用虚地输入级、一对电流镜、和偏置电流源来将电流提供到已接地负载。虚地输入级可包括被布置作为达灵顿对的晶体管。低失真跨导放大器可用作可在高频率下工作的电压控制AC电流源。

附图说明

图1为根据现有技术的基本跨导放大器电路的高层级示意图。

图2为根据现有技术的跨导放大器电路的示意图。

图3为根据现有技术的包括电流镜和虚地输入级的跨导放大器电路的示意图。

图4为根据本文所述的实施例的适合用在跨导放大器中的虚地输入级的电路示意图。

图5为根据本文所述的实施例的包括两个电流镜和一个虚地输入级的跨导放大器电路的高层级示意图。

图6为根据本文所述的实施例的用达灵顿对实施的跨导放大器电路的示意图。

图7为图6所示的跨导放大器电路的详细示意图。

图8为根据本文所述的实施例的用场效应晶体管实施的跨导放大器电路的示意图。

图9为根据本文所述的实施例的用挽输入级实施的跨导放大器电路的示意图。

图10为根据本文所述的实施例的用电流增益或衰减镜实施的跨导放大器电路的示意图。

图11为根据本文所述的实施例的B类跨导放大器电路的示意图。