[发明专利]低电压达林顿放大器

说明书

技术领域

本发明涉及一种达林顿放大器，特别涉及一种低电压达林顿放大器，它直接应用于微波单片IC中的各类达林顿电路领域。

背景技术

放大器是射频信号处理系统中的关键单元，其性能直接决定了射频信号处理系统的性能。达林顿放大器由于具有工作频带宽、线性度高、易于级联等特点得到了广泛应用。

达林顿放大器在工作时，需要外部提供的偏置电流，一般通过电压源与外部偏置电阻实现的。偏置电阻上电压降越大，在温度和电压变化时，达林顿放大器的偏置电流越稳定。为了获得稳定的偏置，偏置电阻上一般需要至少有1～2V的电压降。为了得到较好的线性输出功率，达林顿放大器需要较高的器件端电压，这使达林顿放大器稳定工作时所需电源电压较高。随着信号处理系统的发展，对电路低压应用的需求越来越广泛，使得达林顿放大器的应用受到限制。

自偏置达林顿放大器电路图如图1所示，晶体管Q_3a、电容C_1a、电阻R_2a、电阻R_5a和电阻R_6a构成偏置电路，为达林顿放大器提供偏置。与传统达林顿放大器比较，此方案只是消除了偏置电阻上的电压降，而器件达林顿放大器本身的器件端电压并未发生变化，所以并不能解决达林顿放大器器件端电压较高的问题，且由于自偏置部分与电路信号输入端相连，会带来恶化噪声系数，恶化输入电压驻波系数等一系列问题。

发明内容

为克服上述达林顿放大器所需电源电压较高的问题，本发明提出了一种低电压达林顿放大器，通过使用电源电压极性转换及交直流分离电路和达林顿放大器相结合的方案，在较低电源电压下能正常工作。

本发明的一种低电压达林顿放大器，其特征在于，它含有：

一个基本达林顿放大单元，包括三极管Q_1b、三极管Q_2b，电阻R_1b、电阻R_2b、电阻R_3b，其中，Q_1b的发射极与Q_2b的基极相连，Q_1b的集电极与Q_2b的集电极相连，并与输出端V_out连接，Q_1b的基极与输入端V_in连接，R_1b的一端接Q_1b的基极，R_1b的另一端接输出端V_out，R_2b的一端接Q_1b的基极，R_3b的一端与Q_1b的发射极相连，R_4b的一端与Q_2b的发射极相连，R_2b的另一端与R_3b的另一端、电阻R_4b的另一端连接在一起，连接点为A；和

一个交直流分离单元，包括电容C_1b，其中，C_1b的一端与连接点A相连，C_1b的另一端接地；和

一个电源电压极性转换单元，包括MOS管M_1b、MOS管M_2b、MOS管M_3b、MOS管M_4b，反相器INV、振荡器OSC、电容C_2b、电容C_3b，其中，OSC的输出端V_OSCout与M₁的栅极、M_3b的栅极、M_4b的栅极、INV的输入端V_INVin连接在一起，INV的输出端V_INVout与M_2b的栅极连接在一起，M_4b的漏极接电源V_CC，M_4b的源极与M₃的漏极、C_3b的一端连接在一起，连接点为B，M_2b的源极与M_1b的漏极、C_3b的另一端连接在一起，连接点为C，M_1b的源极与C_2b的一端相连，连接点为A，M_2b的漏极接地，M_3b的源极和电容C_2b的另一端连接在一起，并接地。