DE10123395A1 - Schaltungsanordnung mit kaskadierten Feldeffekttransistoren - Google Patents
Schaltungsanordnung mit kaskadierten FeldeffekttransistorenInfo
- Publication number
- DE10123395A1 DE10123395A1 DE10123395A DE10123395A DE10123395A1 DE 10123395 A1 DE10123395 A1 DE 10123395A1 DE 10123395 A DE10123395 A DE 10123395A DE 10123395 A DE10123395 A DE 10123395A DE 10123395 A1 DE10123395 A1 DE 10123395A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- transistor
- control
- voltage
- circuit arrangement
- arrangement according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G1/00—Details of arrangements for controlling amplification
- H03G1/0005—Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal
- H03G1/0017—Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal the device being at least one of the amplifying solid state elements of the amplifier
- H03G1/0029—Circuits characterised by the type of controlling devices operated by a controlling current or voltage signal the device being at least one of the amplifying solid state elements of the amplifier using FETs
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung basiert auf der Streckung der Regelspur durch einen Spannungsteiler R1 und R2, welcher die Regelspannung im Verhältnis R1/(R1 + R2) geteilt der Gate-Elektrode des zweiten Arbeitstransistors AT2 zuführt. Diese Streckung soll aber nur den steilen Teil der Regelspur betreffen. Dementsprechend sind die erste und zweite Schaltungseinheit vorgesehen, die Einsatzspannung richtig zu legen und den langgestreckten flachen oberen Teil der Regelkennlinie stark zu verkürzen und richtig zu positionieren. Weiterhin werden Streuungen in den Einsatzspannungen möglichst abgefangen oder kompensiert, anstatt diese mit den Teilerschaltungen zu multiplizieren.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Schaltungsanordnung mit kaskadierten Feldeffekttransistoren.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine
Schaltungsanordnung mit kaskadierten Feldeffekttransistoren
für Hochfrequenz-Anwendungen.
Schaltungsanordnung mit kaskadierten
Feldeffekttransistoren, beispielsweise Tetroden oder
Pentoden, werden häufig als steuerbare Verstärker für
Hochfrequenz-Anwendungen eingesetzt. Die kaskadierten
Feldeffekttransistoren besitzen mehrere Gate-Anschlüsse,
wobei in der Regel das zu verarbeitenden Signal an einem
ersten Gate angelegt wird während ein zweites Gate zur
Steuerung der Verstärkung dient. Die Steuerung soll dabei ein
großes Verstärkungsinterval überstreichen (z. B. 70 dB). Eine
derartige Schaltungsanordnung ist beispielsweise in der
Druckschrift DE 41 34 177 gezeigt.
Die Verstärkungsregelung von MOS-Tetroden/Pentoden
erfolgt in der Regel über eine Abregelung der Spannung,
welche an dem zweiten Gate angelegt wird. Ein linearisierter
Regelverlauf, ein hoher Regelhub und geringere
Intermodulations-Verzerrungen werden erreicht, wenn
einhergehend mit der Abregelung der Spannung, welche an dem
zweiten Gate angelegt wird, das Potential an dem ersten Gate
aufgeregelt wird. In früheren Schaltungsanordnungen mit
kaskadierten Feldeffekttransistoren, beispielsweise
Tunerschaltungen für Fernsehempfänger, wurde dies mit einer
Schaltung zur Stabilisierung des Betriebsstroms erreicht,
welche üblicherweise einen Source-Widerstand umfaßte.
Fig. 8 zeigt schematisch eine derartige
Schaltungsanordnung, welche zwei kaskadierte
Feldeffekttransistoren AT1 und AT2 sowie einen Source-
Widerstand R5 und einen Kondensator CS zur Hochfrequenz-
Blockung umfaßt. Das zu verstärkende Signal E wird mit der
Gate-Elektrode G1 des ersten Feldeffekttransistors AT1
verbunden während die Steuerung der Verstärkung über ein
Signal R erfolgt, das an die Gate-Elektrode G2 des zweiten
Feldeffekttransistors AT2 angelegt wird. Der zusätzliche
Source-Widerstand RS verringerte zwar die nutzbare
Versorgungsspannung um etwa 3 Volt. Dieser Nachteil konnte
jedoch in Kauf genommen werden, da diese Schaltungen
üblicherweise mit Versorgungsspannungen von 9 bis 12 Volt
betrieben wurden. Fig. 9 zeigt das Verhalten dieser Schaltung
am Beispiel der Verstärkung der Schaltung in Abhängigkeit von
der an die Gate-Elektrode G2 angelegte Spannung (gestrichelte
Linie). Man erkennt, daß sich die Verstärkung der Schaltung
über einen relativ weiten Bereich weitgehend linear mit der
an die Gate-Elektrode G2 angelegte Spannung regeln läßt.
Bei der modernen elektronischen Signalverarbeitung
werden immer kleinere Betriebsspannungen verwendet. Dies hat
wiederum zur Folge, daß ein Source-Widerstand RS, wie er in
Fig. 8 gezeigt ist, in modernen Schaltungsanordnungen nicht
eingesetzt werden kann, da ansonsten ein zu geringer Anteil
der Versorgungsspannung für die zwei kaskadierten
Feldeffekttransistoren AT1 und AT2 zur Verfügung steht.
Aufgrund des fehlenden Source-Widerstandes RS wird jedoch nun
der wesentliche Regelbereich allein von den
Transistoreigenschaften bestimmt.
Fig. 9 zeigt das Verhalten einer derartigen Schaltung
ohne Source-Widerstand RS (durchgezogene Linie). Ausgehend
vom einem aufgeregeltem Zustand erfolgt die Abregelung
anfänglich sehr moderat, um anschließend in einen kurzen und
steilen Abfall überzugehen. Dementsprechend erfolgt die
eigentliche Regelung der Verstärkung über ein relativ kleines
Intervall für die an die Gate-Elektrode G2 angelegte
Spannung. Aufgrund des kurzen und steilen Abfalls der
Verstärkung wird es jedoch immer schwieriger, die Schaltung
innerhalb eines vollständigen Regelkreises zur Kontrolle der
Signalverstärkung einzusetzen, da in dem Bereich des kurzen
und steilen Abfalls bereits kleine Änderungen der an die
Gate-Elektrode G2 angelegten Spannung und geringe
Abweichungen in den Transistoreigenschaften zu drastischen
Veränderungen der Verstärkung der Regelspur führen. Zunehmend
verfeinerte Transistoren und die Tendenz zu kleineren
Betriebsspannungen verstärken diese Eigenschaften.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine
Schaltungsanordnung mit kaskadierten Feldeffekttransistoren
anzugeben, welche die genannten Probleme vermindert bzw. ganz
vermeidet. Aufgabe der Erfindung ist es insbesondere, eine
Schaltungsanordnung mit kaskadierten Feldeffekttransistoren
anzugeben, die zwischen einem definierten Start- und Endpunkt
einen gestreckten und linearisierten Regelverlauf
gewährleistet.
Die Aufgabe wird durch eine Schaltungsanordnung mit
zumindest zwei kaskadierten Feldeffekttransistoren gemäß
Patentanspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte
Ausführungsformen, Ausgestaltungen und Aspekte der
vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen
Patentansprüchen, der Beschreibung und den beiliegenden
Zeichnungen.
Erfindungsgemäß wird eine Schaltungsanordnung mit
zumindest zwei kaskadierten Feldeffekttransistoren,
insbesondere für Hochfrequenz-Anwendungen, bereitgestellt,
die einen Source-Anschluß, einen Drain-Anschluß, zumindest
einen Eingangssignal-Anschluß, welcher mit der Gate-Elektrode
eines ersten Arbeitstransistors verbunden ist, und zumindest
einen Regelspannungs-Anschluß aufweist, welcher mit der Gate-
Elektrode eines zweiten Arbeitstransistors verbunden ist. Die
erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist dadurch
gekennzeichnet, daß ein Spannungsteiler, welcher zwischen dem
Regelspannungs-Anschluß und der Gate-Elektrode des zweiten
Arbeitstransistors angeordnet ist, eine erste
Schaltungseinheit, welche mit dem Regelspannungs-Anschluß
verbunden ist und welche oberhalb einer ersten, vorgegebenen
Schwellspannung den Spannungsteiler wirksam werden läßt, und
eine zweite Schaltungseinheit, welche mit dem Regelspannungs-
Anschluß verbunden ist und welche oberhalb einer zweiten,
vorgegebenen Schwellspannung, die größer als die erste
Schwellspannung ist, den Spannungsteiler unwirksam werden
läßt, vorgesehen sind.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung besitzt somit
den Vorteil, daß die Streckung der Regelspur nach einer
definierbaren Schwelle einsetzt und die endgültige
Aufregelung auf ein kleines Intervall komprimiert wird.
Dementsprechend erfolgt die eigentliche Regelung der
Verstärkung über ein deutlich vergrößertes Intervall, wodurch
die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung auf relativ einfache
Weise innerhalb eines vollständigen Regelkreises zur
verbesserten Kontrolle der Signalverstärkung eingesetzt
werden kann.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung besitzt darüber
hinaus den Vorteil, daß sie in ihrer Dimensionierung in
einfacher Weise an die Eigenschaften der kaskadierten
Arbeitstransistoren und an die Erfordernisse der jeweiligen
Anwendung angepaßt werden kann.
In einer bevorzugten Ausführung umfaßt der
Spannungsteiler einen ersten Arm mit zumindest einem ersten
Widerstand und einen zweiten Arm mit zumindest einem zweiten
Widerstand, wobei die Gate-Elektrode des zweiten
Arbeitstransistors mit einem Anschluß, der zwischen dem
ersten und dem zweiten Arm des Spannungsteilers angeordnet
ist, und der Regelspannungs-Anschluß mit dem zweiten Arm des
Spannungsteilers verbunden ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist als erste
Schaltungseinheit ein erster Steuertransistor vorgesehen, der
in dem ersten Arm des Spannungsteilers in Reihe zu dem ersten
Widerstand geschaltet ist. Dabei ist es insbesondere
bevorzugt, wenn der erste Steuertransistor die selbe
Schwellenspannung wie der zweite Arbeitstransistor aufweist.
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn der Drain-Anschluß des
ersten Steuertransistors und die Gate-Elektrode des ersten
Steuertransistors verbunden sind.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung weist die
zweite Schaltungseinheit zumindest einen zweiten
Steuertransistor auf, der in dem zweiten Arm des
Spannungsteilers parallel zu dem zweiten Widerstand
geschaltet ist. Dabei ist es insbesondere bevorzugt, wenn der
zweite Steuertransistor ein p-Kanal Transistor vom Typ
"normaly off" ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung weist die
zweite Schaltungseinheit zumindest einen zweiten
Steuertransistor auf, der in dem ersten Arm des
Spannungsteilers in Reihe zu dem ersten Widerstand geschaltet
ist. Dabei ist es insbesondere bevorzugt, wenn der zweite
Steuertransistor ein n-Kanal Transistor vom Typ "normaly on"
ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist der
Regelspannungs-Anschluß zusätzlich über einen Kondensator mit
der Gate-Elektrode des zweiten Arbeitstransistors verbunden.
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn eine Biasingschaltung für
die Gate-Elektrode des ersten Arbeitstransistors vorgesehen
ist. Dabei ist es insbesondere bevorzugt, wenn die
Biasingschaltung zumindest zwei kaskadierte
Feldeffekttransistoren aufweist, deren Gate-Elektroden mit
den Gate-Elektroden der ersten bzw. zweiten
Arbeitstransistoren verbunden sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren der
Zeichnung näher dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung,
Fig. 2 den Verlauf der Verstärkung in
Abhängigkeit von der Regelspannung,
Fig. 3 eine zweite Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung,
Fig. 4 eine weitere Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung,
Fig. 5 eine weitere Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung,
Fig. 6 eine weitere Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung,
Fig. 7 eine weitere Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung,
Fig. 8 eine Ausführungsform einer
Schaltungsanordnung nach dem Stand der
Technik, und
Fig. 9 Verhalten einer Schaltungsanordnung nach
dem Stand der Technik ohne Source-
Widerstand RS (durchgezogene Linie) bzw.
mit Source-Widerstand RS (gestrichelte
Linie),
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung. Dabei umfaßt die in
Fig. 1 gezeigte Schaltungsanordnung zwei kaskadierte
Feldeffekttransistoren AT1 und AT2, die zwischen einem
Source-Anschluß und einem Drain-Anschluß angeordnet sind.
Weiterhin ist ein Eingangssignal-Anschluß E vorgesehen,
welcher mit der Gate-Elektrode des ersten Arbeitstransistors
AT1 verbunden ist. Entsprechend ist ein Regelspannungs-
Anschluß R vorgesehen, welcher mit der Gate-Elektrode des
zweiten Arbeitstransistors AT2 verbunden ist.
Die Widerstände R1 und R2 bilden einen Spannungsteiler,
welcher zwischen dem Regelspannungs-Anschluß R und der Gate-
Elektrode des zweiten Arbeitstransistors AT2 angeordnet ist.
Der Spannungsteiler umfaßt somit einen ersten Arm mit dem
ersten Widerstand R1 und einen zweiten Arm mit dem zweiten
Widerstand R2, wobei die Gate-Elektrode des zweiten
Arbeitstransistors AT2 mit einem Anschluß, der zwischen dem
ersten und dem zweiten Arm des Spannungsteilers angeordnet
ist, und der Regelspannungs-Anschluß R mit dem zweiten Arm
des Spannungsteilers verbunden ist.
Weiterhin ist eine erste Schaltungseinheit vorgesehen,
welche über die Widerstände R1 und R2 mit dem Regelspannungs-
Anschluß R verbunden ist und welche oberhalb einer ersten,
vorgegebenen Schwellspannung den Spannungsteiler wirksam
werden läßt. In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist
als erste Schaltungseinheit ein erster Steuertransistor ST1
vorgesehen, der in dem ersten Arm des Spannungsteilers in
Reihe zu dem ersten Widerstand R1 geschaltet ist, wobei der
Drain-Anschluß des ersten Steuertransistors ST1 und die Gate-
Elektrode des ersten Steuertransistors ST1 verbunden sind.
Weiterhin weist der erste Steuertransistor ST1 die selbe
Schwellenspannung wie der zweite Arbeitstransistor AT2 auf.
Darüber hinaus ist eine zweite Schaltungseinheit
vorgesehen, welche mit dem Regelspannungs-Anschluß R
verbunden ist und welche oberhalb einer zweiten, vorgegebenen
Schwellenspannung, die größer als die erste Schwellenspannung
ist, den Spannungsteiler unwirksam werden läßt. In der in
Fig. 1 gezeigten Ausführungsform weist die zweite
Schaltungseinheit einen zweiten Steuertransistor ST2 auf, der
in dem zweiten Arm des Spannungsteilers parallel zu dem
zweiten Widerstand R2 geschaltet ist. In diesem Beispiel ist
zweite Steuertransistor ST2 ein p-Kanal Transistor vom Typ
"normaly off".
Weiterhin ist eine Biasingschaltung für die Gate-
Elektrode des ersten Arbeitstransistors AT1 vorgesehen. In
der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform weist die
Biasingschaltung zwei kaskadierte Feldeffekttransistoren BT1
und BT2 auf, deren Gate-Elektroden mit den Gate-Elektroden
der ersten bzw. zweiten Arbeitstransistoren AT1 bzw. AT2
verbunden sind. Die kaskadierten Feldeffekttransistoren BT1
und BT2 sind parallel zu den kaskadierten Arbeitstransistoren
AT1 und AT2 zwischen dem Source- und dem Drain-Anschluß
angeordnet. Zur Verbesserung der Verstärkungs-, Rückwirkungs-
und Überkoppelungseigenschaften ist der Regelspannungs-
Anschluß R zusätzlich über einen Kondensator Ck mit der Gate-
Elektrode des zweiten Arbeitstransistors AT2 verbunden.
Die folgenden Ausführungen betrachten den Regelverlauf
immer ausgehend vom voll abgeregelten Zustand in Richtung
Aufregelung, d. h. im Folgenden wird das Verhalten in
Abhängigkeit von einer anwachsenden Regelspannung an dem
Regelspannungs-Anschluß R beschrieben. Der ersten
Steuertransistors ST1, der die selbe Schwellenspannung wie
der zweite Arbeitstransistor AT2 aufweist, läßt den
Spannungsteiler erst ab dieser Schwellenspannung wirksam
werden. Bis dahin wird die steuernde Spannung unverändert zur
Gate-Elektrode des zweiten Arbeitstransistors AT2 geführt. So
werden weder die Einsatzspannung für die Regelung noch
Streuungen in den Schwellenspannungen gedehnt wirksam. Im
anschließenden Bereich der Aufsteuerung des zweiten
Arbeitstransistors AT2 mit dem an sich steilen Teil der
Regelspur wird der Spannungsteiler wirksam und expandiert den
Verlauf im Verhältnis R1/(R1 + R2).
Erreicht die Regelspannung an dem Regelspannungs-
Anschluß R die zweite Schwellenspannung, so wird der zweite
Steuertransistor ST2 aktiv. Dies hat zur Folge, daß der
zweite Steuertransistor ST2 den zweiten Widerstand R2
überbrückt und somit außer Funktion setzt. Dementsprechend
wird auch der Spannungsteiler als Ganzes unwirksam und die
Regelspannung wird wieder im wesentlichen unverändert zur
Gate-Elektrode des zweiten Arbeitstransistors AT2 geführt.
Dementsprechend wird der anschließende, flach ansteigende
Teil der Regelspur gegenüber der herkömmlichen Regelung stark
verkürzt. Damit verbunden ist eine Lasterhöhung für die
Regelspannung, was wiederum mit dem Vorteil verbunden ist,
daß es zu einer gegenkoppelnden Wirkung auf das Gesamtsystem
kommt, die Steuerschwelle des Steuertransistors ST2 also
nicht abrupt wirksam wird. Der entsprechende Verlauf der
Verstärkung in Abhängigkeit von der Regelspannung ist in Fig.
2 gezeigt. Dabei zeigt die Kurve 1 den Verlauf der
Verstärkung, der sich mit der erfindungsgemäßen
Schaltungsanordnung einstellt, während Kurve 2 dem Verlauf
der Verstärkung zeigt, der sich bei Schaltungsanordnung nach
dem Stand der Technik einstellt.
Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung. Die zweite
Ausführungsform entspricht im wesentlichen der ersten
Ausführungsform mit Ausnahme der folgenden Unterschiede.
Zusätzlich zu dem zweiten Steuertransistor ST2, der in dem
zweiten Arm des Spannungsteilers parallel zu dem zweiten
Widerstand R2 geschaltet ist, weist die zweite
Schaltungseinheit bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform
einen zweiten Spannungsteiler auf, der von den Widerständen
R3 und R4 gebildet wird. Der zweite Spannungsteiler ist dabei
zwischen der Gate-Elektrode des zweiten Steuertransistor ST2
und dem Regelspannungs-Anschluß R angeordnet. Somit kann die
Schwellenspannung für die zweite Schaltungseinheit über den
zweiten Spannungsteiler eingestellt werden.
Optional kann ein weiterer Widerstand Rv vor dem zweiten
Spannungsteiler vorgesehen sein. Bei einer sehr niederohmigen
Quellen-Impedanz kann die Kompressionsphase mit diesem
Widerstand Rv gestreckt werden.
Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung. Die weitere
Ausführungsform entspricht im wesentlichen der zweiten
Ausführungsform mit Ausnahme der folgenden Unterschiede.
Zusätzlich zu dem zweiten Steuertransistor ST2 und dem
zweiten Spannungsteiler, der von den Widerständen R3 und R4
gebildet wird, weist die zweite Schaltungseinheit bei der in
Fig. 4 gezeigten Ausführungsform einen weiteren
Steuertransistor ST3 sowie einen weiteren Widerstand R5 auf.
Durch eine Erhöhung der Regelspannung wird der
Steuertransistor ST3 aufgesteuert, wodurch wiederum der
zweite Steuertransistor ST2 leitend wird. Die Einsatzspannung
des weiteren Steuertransistor ST3 multipliziert mit dem
Teilerverhältnis R4/(R4 + R3) des zweiten Spannungsteilers
bestimmt somit die Schwellenspannung für die zweite
Schaltungseinheit. Die Schwelle für Steuertransistors ST3
sollte dabei möglichst hoch liegen, um den
Multiplikationfaktor R4/(R3 + R4) klein zu halten
(Multiplikation der Toleranzen).
Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung. Im Gegensatz zu den
bisher gezeigten Ausführungsformen weist die zweite
Schaltungseinheit bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform
einen zweiten Steuertransistor ST2 auf, der in dem ersten Arm
des Spannungsteilers in Reihe zu dem ersten Widerstand R1
geschaltet ist. Bei dieser Ausführungsform ist der zweite
Steuertransistor ST2 ein selbstleitender n-Kanal Transistor
vom Typ "normaly an".
Durch eine Erhöhung der Regelspannung wird der
Steuertransistor ST3 aufgesteuert, wodurch wiederum der
zweite Steuertransistor ST2 nicht-leitend wird.
Dementsprechend wird der erste Arm des ersten
Spannungsteilers unwirksam und die Regelspannung wird
wiederum im wesentlichen unverändert zu Gate-Elektrode G2 des
zweiten Arbeitstransistors AT2 geführt. Wiederum bestimmt
somit die Einsatzspannung des weiteren Steuertransistor ST3
multipliziert mit dem Teilerverhältnis R4/(R4 + R3) des
zweiten Spannungsteilers die Schwellenspannung für die zweite
Schaltungseinheit.
Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung. Die weitere
Ausführungsform entspricht im wesentlichen der in Fig. 5
gezeigten Ausführungsform mit Ausnahme der folgenden
Unterschiede. Anstatt eines selbstleitenden n-Kanal
Transistors vom Typ "normaly on" wird bei dieser ein n-Kanal
Transistor vom Typ "normaly off" als der zweite
Steuertransistor ST2 eingesetzt. Weiterhin ist der Widerstand
R5 in dieser Ausführungsform nicht direkt mit dem
Regelspannungs-Anschluß R sondern mit dem Drain-Anschluß
verbunden.
Durch eine Erhöhung der Regelspannung wird der
Steuertransistor ST3 aufgesteuert, wodurch wiederum der
zweite Steuertransistor ST2 sperrend wird. Dementsprechend
wird der erste Arm des ersten Spannungsteilers unwirksam und
die Regelspannung wird wiederum im wesentlichen unverändert
zu Gate-Elektrode G2 des zweiten Arbeitstransistors AT2
geführt. Damit dies moderat geschieht, ist der zweite
Steuertransistor ST2 in den ersten Arm des ersten
Spannungsteiler zwischen R1 und R2 eingefügt. Der Widerstand
R1 an der Source des Steuertransistors ST2 wirkt dabei stark
gegenkoppelnd und verhindert damit eine abrupte Übergabe. Die
Schwelle für Steuertransistors ST3 sollte möglichst hoch
liegen, um den Multiplikationfaktor R4/(R3 + R4) klein zu
halten (Multiplikation der Toleranzen). Da der
Betriebstransistors AT1 wegen der Biasingschaltung eine
allgemein höhere Schwelle hat, wird auch für den
Steuertransistors ST2 zweckmäßigerweise diese Implantation
verwendet. Selbstverständlich sind auch höhere Schwellwerte
durch kombinierte oder andere Implantationen möglich.
Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung. Die weitere
Ausführungsform entspricht im wesentlichen der in Fig. 6
gezeigten Ausführungsform mit Ausnahme des folgenden
Unterschieds. Die in Fig. 7 gezeigte Schaltungsanordnung
unterscheidet sich von der in Fig. 6 gezeigten
Schaltungsanordnung durch einen zusätzlichen Spannungs-Offset
in der Ansteuerung der Gate-Elektrode G2 des zweiten
Arbeitstransistors AT2. Besitzt der Arbeitstransistor AT2
beispielsweise eine sehr niedriger Einsatzspannung und am
Bauelement soll jedoch eine deutlich höhere Einsatzspannung
gewährleistet werden, so kann dies durch einen zusätzlichen
Transistor T erreicht werden.
Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung basiert auf der
Streckung der Regelspur durch einen Spannungsteiler R1 und
R2, welcher die Regelspannung im Verhältnis R1 /(R1 + R2)
geteilt der Gate-Elektrode des zweiten Arbeitstransistors AT2
zuführt. Diese Streckung soll aber nur den steilen Teil der
Regelspur betreffen. Dementsprechend sind die erste und
zweite Schaltungseinheit vorgesehen, die Einsatzspannung
richtig zu legen und den langgestreckten flachen oberen Teil
der Regelkennlinie stark zu verkürzen und richtig zu
positionieren. Weiterhin werden Streuungen in den
Einsatzspannungen möglichst abgefangen oder kompensiert,
anstatt diese mit den Teilerschaltungen zu multiplizieren.
Claims (12)
1. Schaltungsanordnung mit zumindest zwei kaskadierten
Feldeffekttransistoren, insbesondere für Hochfrequenz-
Anwendungen, mit einem Source-Anschluß, einem Drain-
Anschluß, zumindest einem Eingangssignal-Anschluß (E),
welcher mit der Gate-Elektrode eines ersten
Arbeitstransistors (AT1) verbunden ist, und zumindest
einem Regelspannungs-Anschluß (R), welcher mit der Gate-
Elektrode eines zweiten Arbeitstransistors (AT2) verbunden
ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Spannungsteiler (R1, R2), welcher zwischen dem Regelspannungs-Anschluß (R) und der Gate-Elektrode des zweiten Arbeitstransistors (AT2) angeordnet ist,
eine erste Schaltungseinheit, welche mit dem Regelspannungs-Anschluß (R) verbunden ist und welche oberhalb einer ersten, vorgegebenen Schwellspannung den Spannungsteiler (R1, R2) wirksam werden läßt, und
eine zweite Schaltungseinheit, welche mit dem Regelspannungs-Anschluß (R) verbunden ist und welche oberhalb einer zweiten, vorgegebenen Schwellspannung, die größer als die erste Schwellspannung ist, den Spannungsteiler (R1, R2) unwirksam werden läßt, vorgesehen sind.
ein Spannungsteiler (R1, R2), welcher zwischen dem Regelspannungs-Anschluß (R) und der Gate-Elektrode des zweiten Arbeitstransistors (AT2) angeordnet ist,
eine erste Schaltungseinheit, welche mit dem Regelspannungs-Anschluß (R) verbunden ist und welche oberhalb einer ersten, vorgegebenen Schwellspannung den Spannungsteiler (R1, R2) wirksam werden läßt, und
eine zweite Schaltungseinheit, welche mit dem Regelspannungs-Anschluß (R) verbunden ist und welche oberhalb einer zweiten, vorgegebenen Schwellspannung, die größer als die erste Schwellspannung ist, den Spannungsteiler (R1, R2) unwirksam werden läßt, vorgesehen sind.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Spannungsteiler (R1, R2) einen ersten Arm mit
zumindest einem ersten Widerstand (R1) und einen zweiten
Arm mit zumindest einem zweiten Widerstand (R2) umfaßt,
wobei die Gate-Elektrode des zweiten Arbeitstransistors
(AT2) mit einem Anschluß, der zwischen dem ersten und dem
zweiten Arm des Spannungsteilers (R1, R2) angeordnet ist,
und der Regelspannungs-Anschluß (R) mit dem zweiten Arm
des Spannungsteilers (R1, R2) verbunden ist.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
als erste Schaltungseinheit ein erster Steuertransistor
(ST1) vorgesehen ist, der in dem ersten Arm des
Spannungsteilers in Reihe zu dem ersten Widerstand (R1)
geschaltet ist.
4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
der erste Steuertransistor (ST1) die selbe
Schwellenspannung wie der zweite Arbeitstransistor (AT2)
aufweist.
5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Drain-Anschluß des ersten Steuertransistors (ST1) und
die Gate-Elektrode des ersten Steuertransistors (ST1)
verbunden sind.
6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die zweite Schaltungseinheit zumindest einen zweiten
Steuertransistor (ST2) aufweist, der in dem zweiten Arm
des Spannungsteilers parallel zu dem zweiten Widerstand
(R2) geschaltet ist.
7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
der zweite Steuertransistor (ST2) ein p-Kanal Transistor
ist.
8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die zweite Schaltungseinheit zumindest einen zweiten
Steuertransistor (ST2) aufweist, der in dem ersten Arm des
Spannungsteilers in Reihe zu dem ersten Widerstand (R1)
geschaltet ist.
9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
der zweite Steuertransistor (ST2) ein n-Kanal Transistor
ist.
10. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Regelspannungs-Anschluß (R) zusätzlich über einen
Kondensator (Ck) mit der Gate-Elektrode des zweiten
Arbeitstransistors (AT2) verbunden ist.
11. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Biasingschaltung (BT1, BT2) für die Gate-Elektrode
des ersten Arbeitstransistors (AT1) vorgesehen ist.
12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Biasingschaltung zumindest zwei kaskadierte
Feldeffekttransistoren (BT1, BT2) aufweist, deren Gate-
Elektroden mit den Gate-Elektroden der ersten bzw. zweiten
Arbeitstransistoren (AT1, AT2)verbunden sind.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10123395A DE10123395A1 (de) | 2001-05-14 | 2001-05-14 | Schaltungsanordnung mit kaskadierten Feldeffekttransistoren |
EP02735233A EP1391035B1 (de) | 2001-05-14 | 2002-04-18 | Schaltungsanordnung mit kaskadierten feldeffekttransistoren |
CNB028099591A CN1290257C (zh) | 2001-05-14 | 2002-04-18 | 包含串级场效晶体管之电路装置 |
PCT/EP2002/003867 WO2002093734A2 (de) | 2001-05-14 | 2002-04-18 | Schaltungsanordnung mit kaskadierten feldeffekttransistoren |
DE50201176T DE50201176D1 (de) | 2001-05-14 | 2002-04-18 | Schaltungsanordnung mit kaskadierten feldeffekttransistoren |
US10/477,626 US7030703B2 (en) | 2001-05-14 | 2002-04-18 | Circuit arrangement comprising cascade field effect transistors |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10123395A DE10123395A1 (de) | 2001-05-14 | 2001-05-14 | Schaltungsanordnung mit kaskadierten Feldeffekttransistoren |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10123395A1 true DE10123395A1 (de) | 2002-11-28 |
Family
ID=7684728
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10123395A Ceased DE10123395A1 (de) | 2001-05-14 | 2001-05-14 | Schaltungsanordnung mit kaskadierten Feldeffekttransistoren |
DE50201176T Expired - Lifetime DE50201176D1 (de) | 2001-05-14 | 2002-04-18 | Schaltungsanordnung mit kaskadierten feldeffekttransistoren |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE50201176T Expired - Lifetime DE50201176D1 (de) | 2001-05-14 | 2002-04-18 | Schaltungsanordnung mit kaskadierten feldeffekttransistoren |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7030703B2 (de) |
EP (1) | EP1391035B1 (de) |
CN (1) | CN1290257C (de) |
DE (2) | DE10123395A1 (de) |
WO (1) | WO2002093734A2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10334385B3 (de) * | 2003-07-28 | 2004-11-25 | Infineon Technologies Ag | Verstärkerschaltungsanordnung |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7853235B2 (en) * | 2004-02-11 | 2010-12-14 | Qualcomm, Incorporated | Field effect transistor amplifier with linearization |
WO2009006340A2 (en) * | 2007-06-29 | 2009-01-08 | Qualcomm Mems Technologies, Inc. | Electromechanical device treatment with water vapor |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3017654C2 (de) * | 1980-05-08 | 1990-06-21 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen, De | |
DE4134177C2 (de) * | 1991-10-16 | 1994-02-10 | Telefunken Microelectron | Schaltungsanordnung mit einer Dual-Gate-Feldeffekttransistor-Tetrode |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5337019A (en) * | 1992-02-20 | 1994-08-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Integrated circuit arrangement |
JP3508401B2 (ja) * | 1996-07-12 | 2004-03-22 | 富士通株式会社 | 増幅回路および多段増幅回路 |
JP2001168647A (ja) * | 1999-12-13 | 2001-06-22 | Hitachi Ltd | 高周波電力増幅モジュール及び無線通信装置 |
-
2001
- 2001-05-14 DE DE10123395A patent/DE10123395A1/de not_active Ceased
-
2002
- 2002-04-18 EP EP02735233A patent/EP1391035B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-04-18 CN CNB028099591A patent/CN1290257C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2002-04-18 WO PCT/EP2002/003867 patent/WO2002093734A2/de not_active Application Discontinuation
- 2002-04-18 US US10/477,626 patent/US7030703B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-04-18 DE DE50201176T patent/DE50201176D1/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3017654C2 (de) * | 1980-05-08 | 1990-06-21 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen, De | |
DE4134177C2 (de) * | 1991-10-16 | 1994-02-10 | Telefunken Microelectron | Schaltungsanordnung mit einer Dual-Gate-Feldeffekttransistor-Tetrode |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10334385B3 (de) * | 2003-07-28 | 2004-11-25 | Infineon Technologies Ag | Verstärkerschaltungsanordnung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE50201176D1 (de) | 2004-11-04 |
EP1391035A2 (de) | 2004-02-25 |
WO2002093734A3 (de) | 2003-11-27 |
EP1391035B1 (de) | 2004-09-29 |
CN1509517A (zh) | 2004-06-30 |
US20040217819A1 (en) | 2004-11-04 |
CN1290257C (zh) | 2006-12-13 |
WO2002093734A2 (de) | 2002-11-21 |
US7030703B2 (en) | 2006-04-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69423488T2 (de) | Spannungsregler | |
DE4034371C1 (de) | ||
DE2551279C2 (de) | Feldeffekttransistor-Verstärker | |
DE2254618B2 (de) | Integrierte spannungsregelschaltung | |
DE69206335T2 (de) | Unter niedriger Spannung betriebener Stromspiegel. | |
DE102004052174B4 (de) | Verstärkerschaltung, umfassend einen Verstärker mit tiefpassgefilterter Rückkopplung | |
DE10345521B3 (de) | Verstärkeranordnung | |
DE69310162T2 (de) | Pegelumsetzungsschaltung | |
DE2531603C3 (de) | Mit komplementären Feldeffekttransistoren aufgebaute Verstärkerschaltung | |
DE3323446A1 (de) | Eingangssignalpegelwandler fuer eine mos-digitalschaltung | |
EP0685782B1 (de) | Spannungsregler | |
WO2011124480A1 (de) | Differenzverstärker mit einem rail-to-rail-eingangsspannungsbereich | |
EP1391035B1 (de) | Schaltungsanordnung mit kaskadierten feldeffekttransistoren | |
EP0556644B1 (de) | Integrierte Schaltungsanordnung | |
DE1951295C3 (de) | Regelbarer Transistorverstärker | |
DE69001185T2 (de) | Regelbarer Widerstand in MOS-Technik. | |
DE2403756A1 (de) | Schaltung fuer einen elektronisch steuerbaren widerstand | |
DE2440937C3 (de) | Differenzverstärker mit zwei MOS-Transistoren | |
DE19940382A1 (de) | Stromquelle für niedrige Betriebsspannungen mit hohem Ausgangswiderstand | |
DE4431466C1 (de) | Spannungsregler | |
DE3724980A1 (de) | Spannungswiederholerschaltung fuer eine ohmsche komponente aufweisende last mit kompensation der oberwellenverzerrung | |
EP1844382B1 (de) | Siebschaltung | |
DE1487395A1 (de) | Regelbarer Verstaerker | |
DE3405809C2 (de) | Ausgangsstufe | |
DE10235447A1 (de) | Elektronischer Schalter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8131 | Rejection |