CN1244067A - 具有宽频率范围的分路调节推拉电路 - Google Patents

Abstract

在SRPP电路中,晶体Q11具有通过电阻R11连接到电源端T13的集电极,和连接到具有和晶体管Q11相同极性的晶体管Q12集电极的发射极。晶体管Q12的发射极接地,晶体管Q11的集电极连接到具有和晶体管Q11相反极性的晶体管Q13的发射极,晶体管Q13的集电极连接晶体管Q12的基极,偏置电压V13施加到晶体管Q13的基极。一输入信号Vin施加到晶体管Q11的基极,输出信号从晶体管Q11的发射极和晶体管Q12的集电极之间的节点中取出。

Description

具有宽频率范围的分路调节推拉电路

本发明是关于SRPP(分路调节推拉)电路。

图1示出了由有源滤波器形成的低通滤波器的情况，放大器A1至A3被用来形成一般的电压跟随器。电压跟随器A1至A3(放大器A1至A3)可以由(1)发射极跟随器，(2)SRPP电路，(3)运算放大器或类似电路形成。

恰巧射极跟随器(1)可以由图2所示的例子构成。即，晶体管Q1的发射极连接恒流功率晶体管Q2以形成射极跟随器，它的基极配有输入信号电压Vin和基极偏置电压VBB和它的集电极配有电源电压VCC。在这种情况下，输出电压或输出电流从晶体管Q1的发射极取出。

在射极跟随器的情况下，设晶体管Q2的集电极电流值是IC2，正如图3的实线指出的，晶体管Q1的发射极电流IE1以IC2值为中心与信号电压Vin成比例的变化。这样，变化量被取出作为输出。

因此，如图3虚线所示，在正半周期的晶体管Q1所允许的特性范围内，所期望大的输出电流能被取出。然而，在负半周期内，大于IC2的输出电流不能被取出。

SRPP电路(2)由图4构成，在SRPP电路中，在相位上与输入信号电压Vin相反的信号电压被输出到晶体管Q1的集电极，并通过电容C1把信号电压提供给晶体管Q2的基极。依此，由于晶体管Q1和Q2在相位相反地被驱动，晶体管Q1的发射极电流和晶体管Q2的集电极电流在相互相反的方向上变化，它们的差量被取出作为输出电流。依此，SRPP电路能够取出大输出电流，甚至在负半周期也是如此。

然而，在SRPP电路的情况下，由于晶体管Q2的基极输入是由晶体管Q1的集电极通过对直流截止的电容C1来供给的，这就需要增加电容C1的值以在低频的情况下获取大的输出。依此，SRPP电路并不适用IC电路。

从上述的观点出发，提出了图5所示的SRPP电路。即，在该SRPP电路中，晶体管Q1的集电极输出从构成射极跟随器的晶体管Q3中取出，在提供到晶体管Q2的基极之前，由稳压二极管D1移动直流电压。

依此，在该SRPP电路的情况下，由于这里并不提供象电容C1那样限制频率特性的元件，所示频率特性是极好的，甚至在低频情况下也可以取出大的输出。

然而，在该SRPP电路的情况下，由于电路的直流工作点是依照稳压二极管D1的恒压特性设置的，如果电源电压VCC变化，晶体管Q1至Q3的工作电流变化大，因此不能获得满意的特性。特别当电源电压VCC低时，这样的趋势变大。

此外，如果第(3)项中的运算放大器被用来作为电压跟随器，当此种程度高时，运算放大器增加得多，因此使电路规模显著的大了。同样，如果宽频带放大器被使用以响应施加频率，电流消耗因此而增加。

本发明已经解决了常规电路存在的上述问题。

为了解决上述问题，依照本发明，这里提供的SRPP电路包括：

第一晶体管；

通过它使第一晶体管的集电极连接到第一参考电位点的一电阻；

和第一晶体管有相同极性的第二晶体管，第二晶体管的集电极连接到第一晶体管的发射极，第二晶体管的发射极连接到第二参考电位；和

具有极性和第一晶体管相反的第三晶体管，第三晶体管的发射极连接第一晶体管的集电极和第三晶体管的集电极连接第二晶体管的基极，偏压提供给第三晶体管的基极；

这里，输入信号提供给第一晶体管的基极，和输出信号从第一晶体管的发射极和第二晶体管的集电极的节点中取出。

依此，由于第三晶体管的工作是以它的基极接地以提供第一晶体管的集电极输出到第二晶体管的基极，上述电路结构操作为SRPP电路。

本发明的其它目的，特点和优点通过附图和对附图的详细描述而更加明显。

图1的电路示出了应用本发明的滤波器的实例；

图2的电路解释依照本发明的SRPP电路；

图3是解释本发明的波形图；

图4的电路解释依照本发明的SRPP电路；

图5的电路解释依照本发明的SRPP电路；

图6的电路示出了依照本发明实施例的SRPP电路；

图7的电路示出了依照本发明另一实施例的SRPP电路。

现在，参照附图将详细地描述本发明的优选的实施例。

参看图6，晶体管Q11具有施加了输入信号电压Vin和基极偏置电压V11的基极，连接第一参考电压的集电极，例如，通过电阻R11连到电源电压T13。晶体管Q11也具有连接到具有和晶体管Q11的相同极性的晶体管Q12的集电极的发射极，晶体管Q12的发射极连接到第二参考电位，例如，地。此外，晶体管Q11的集电极连接到具有和晶体管Q11相反极性的晶体管Q13的发射极，晶体管Q13的集电极连接到晶体管Q12的基极。

同样，晶体管Q11的发射极连接输出端T12，电容C11连接在晶体管Q13的发射极和集电极之间，连有电源电压端T13的偏置电压V13作为参考电位提供给晶体管Q13的基极。

在这样的电路结构中，例如，当输入信号电压Vin增加时，晶体管Q11的发射极电流IE11增加，在这种情况下，晶体管Q11的集电极电流也增加以降低集电极电位，作为结果，由于晶体管Q13的发射极电流减少，它的集电极电流也减少了，晶体管Q12的集电极电流IC12也减少了。因此，发射极电流IE11的增加量和集电极电流IC12的减少量之间的差电流流出到端T12。

另一方面，当输入信号电压Vin减少时，晶体管Q11的发射极电流IE11减少。然而，在这种情况下，晶体管Q11的集电极电流也减少以增加其集电极电位。作为结果，由于晶体管Q13的发射极电流增加，它的集电极电流也增加，晶体管Q12的集电极电流IC12也增加。因此，发射极电流IE11的减少量和集电极电流IC12的增加量之间的差电流流出到端T12。

换言之，在图6的电路中，晶体管Q13用其基极接地工作以响应晶体管Q11的集电极输出，和其集电极输出以相同的相位提供到晶体管Q12基极。在这种情况下，输入信号电压Vin在相位上与晶体管Q11的集电极输出相反。依此，晶体管Q11和Q12以彼此相反的相位受到输入信号电压Vin驱动，以此执行SRPP操作。

使用上述结构，在晶体管Q11和Q12特性允许的范围内可以从端子T12处获得大的输出，并且在这种情况下不会出现图3所示的在半个周期内输出电流受限制的情况。

同样，由于晶体管Q13基极接地工作，其频率特性是极好的，从直流可以获得大的输出，甚至在高频下也是如此。特别是，当电容C11连到晶体管Q13，由于晶体管Q13在高频时变坏的特性能够得到补偿，直到较高的频率都能获得大的输出。在该例中，由于提供电容C11进行高频补偿，它的值可设为1至3pF，整个电路能被放入IC而没有任何问题。

进而，甚至端T13的供给电压VCC变化了，这样的变化能通过晶体管Q13的集电极和发射极之间的变化加以吸收，这样的电路可在宽范围的供给电压VCC内应用。同样，由于需要的元件数目小，甚至在应用到高集成度的有源滤波器的电路情况下，电路的规模也不增加。进而，由于频率特性极佳，该电路也可以作为高频有源滤波器应用而无问题。

进而，由于输出阻抗低和输出阻抗随信号频率变化小，该电路适用于有源滤波器中的电压跟随器。

图7示出了偏置电压V13施加到上述N SRPP电路的方式设计的偏置电路的实施例，其中标号11至1N表示上述的各SRPP电路，注意的是，这些SRPP电路11至1N并不连接改善高频特性的电容C11，以简化图，但是前者可以连到后者。

晶体管Q21的基极连接偏置电压V21，其发射极通过电阻R21接地，集电极连接晶体管Q22的集电极和基极。晶体管Q22构成了电流镜电路22，其中晶体管Q21被置在输入侧和SRPP电路11至1N的晶体管Q13至Q13放置在输出侧。在该电路中，晶体管Q22的基极连接到晶体管Q13至Q13的基极，晶体管Q22的发射极通过电阻R22连到电源端T13。

在上述结构中，晶体管Q22的集电极电流IC21可以表示为：

IC21＝(V21-VBE)/R21这里VBE是晶体管Q21的基极和发射极之间的电压。

同样，晶体管Q21的集电极电流近似等于晶体管Q21的集电极电流IC21，晶体管Q22的基极电流IB22表示为：

IB22＝IC21/hFE这里hFE是晶体管Q22的电流放大系数，提供基极电流IB22到晶体管Q22的基极电压也施加到晶体管Q13至Q13的基极。由此，对晶体管Q13到Q13施加偏置电压V13。

在这样结构的偏置电路中，偏置电压V13使用图中示出的极简单的结构施加到N SRPP电路11至1N。同样，由于晶体管Q13至Q13使用基极接地运行和晶体管Q13至Q13的基极电流极小，尽管偏置电压V13共同施加到晶体管Q13至Q13的基极，在SRPP电路11至1N之间的干扰能被显著地减少。

依照本发明，如上所述，在晶体管Q11和Q12特性允许的输出范围内可以获得大的输出，和在这种情况下，不会出现在半个周期输出电流受限制的情况。

同样，频率特性是极好的，尽管在高频情况下也能从直流获得大的输出。进而，连接电容C11，直到较高的频率可以获得大的输出。然后，由于提供电容C11用于补偿高频，在这种情况下，电容C11的值是很小的，和即使电容C11连接进电路，整个电路可以放进IC而无任何问题。

进而，电路可以在宽的供给电压范围下使用。同样所需元件数目小，甚至电路在大规模有源滤波器中使用的情况下，电路规模并不变大。进而，由于输出阻抗低和由信号频率导致的输出阻抗的变化小，该电路适用于例如有源滤波器的电压跟随器。

进而，偏置电路可以非常简单地构成。同样，当偏置电压共同地施加到大量SRPP电路时，各SRPP电路之间的干扰可以显著地减少。

为了图示和描述的目的已经对本发明的优选的实施例进行了描述。这并不企图排除或限制发明为公开的精确的形式。各种修改和变化在上述教导的启发下是可能的或从发明的实践中获得。实施例被选取和被描述是为了解决发明的原理和它的实际应用以使所属领域技术人员在各种实施例中使用发明和做各种修改以适合特定的应用。

发明的范围和它的等价物将由所附的权利要求加以定义。

Claims (8)

1.一SRPP电路，包括：

第一晶体管；

使所说第一晶体管连接到第一参考电位的一电阻；

和所说第一晶体管有相同极性的第二晶体管，所说第二晶体管的集电极连接到所说第一晶体管的发射极，所说第二晶体管的发射极连接到第二参考电位；和

具有和所说第一晶体管相反极性的第三晶体管，所说第三晶体管的发射极连接到所说第一晶体管的集电极和所说第三晶体管的集电极连接到所说第二晶体管的基极，偏置电压提供给所说第三晶体管的基极；

其中，输入信号施加到所说第一晶体管的基极，输出信号从所说第一晶体管的发射极和所说第二晶体管的集电极之间的节点取出。

2.根据权利要求1的SRPP电路，还包括并联连接在所说第三晶体管的发射极和集电极之间的电容。

3.根据权利要求2的SRPP电路，其中，整个SRPP电路被制造成为一片IC。

4.根据权利要求1的SRPP电路，其中，所说的偏置电压是由吸收SRPP电路元件特性的变化的偏置电路供给的。

5.根据权利要求4的SRPP电路，其中，所说偏置电路是由电流镜电路构成的。

6.根据权利要求4的SRPP电路，其中，所说整个SRPP电路被制造为一片IC。

7.根据权利要求5的SRPP电路，其中，所说整个SRPP电路被放入一片IC。

8.根据权利要求1的SRPP电路，其中，一电容并联连接在所说第三晶体管的发射极和集电极之间；

所说偏置电压是由构成电流镜电路的偏置电路施加的；和

整个电路被制造成为一片IC芯片。

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