RU2571369C1 - Cascode amplifier with extended frequency band - Google Patents
Cascode amplifier with extended frequency band Download PDFInfo
- Publication number
- RU2571369C1 RU2571369C1 RU2014144761/08A RU2014144761A RU2571369C1 RU 2571369 C1 RU2571369 C1 RU 2571369C1 RU 2014144761/08 A RU2014144761/08 A RU 2014144761/08A RU 2014144761 A RU2014144761 A RU 2014144761A RU 2571369 C1 RU2571369 C1 RU 2571369C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- current
- amplifier
- output transistor
- additional
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в качестве устройства усиления аналоговых сигналов, в структуре аналоговых микросхем различного функционального назначения (например, широкополосных и избирательных усилителях ВЧ и СВЧ диапазонов).The invention relates to the field of radio engineering and communication and can be used as a device for amplifying analog signals in the structure of analog microcircuits for various functional purposes (for example, broadband and selective amplifiers of the high and microwave ranges).
В современной микроэлектронике находят широкое применение классические каскодные усилители (КУ) с резистивной (или индуктивной) нагрузкой, включенной в коллекторную цепь выходного транзистора - каскада с общей базой [1-21].In modern microelectronics, classical cascode amplifiers (KUs) with a resistive (or inductive) load included in the collector circuit of an output transistor – cascade with a common base are widely used [1-21].
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является КУ фиг. 1 по патенту Испании ES 2.079.397, fig. 9.Closest to the technical nature of the claimed device is KU fig. 1 according to Spanish patent ES 2.079.397, fig. 9.
Существенный недостаток известного КУ, архитектура которого присутствует также во многих других патентах [1-21], состоит в том, что он имеет недостаточно высокие значения верхней граничной частоты (fв по уровню -3 дБ). Это обусловлено отрицательным влиянием паразитных емкостей на подложку (Cп) выходного транзистора и его емкостью коллектор-база (Cкб). Численные значения Cп и Cкб для технологических процессов, имеющих, например, повышенную радиационную стойкость, являются одним из главных факторов, определяющих частотный диапазон широкополосных усилителей на основе КУ фиг. 1.A significant drawback of the well-known KU, the architecture of which is also present in many other patents [1-21], is that it does not have high enough upper cutoff frequency (f in -3 dB level). This is due to the negative influence of stray capacitance on the substrate (C p ) of the output transistor and its collector-base capacitance (C kb ). The numerical values of C p and C kb for technological processes having, for example, increased radiation resistance, are one of the main factors that determine the frequency range of broadband amplifiers based on KU of FIG. one.
Основная задача предлагаемого изобретения состоит в расширении диапазона рабочих частот КУ без ухудшения коэффициента усиления по напряжению.The main objective of the invention is to expand the range of operating frequencies of the KU without deterioration of the voltage gain.
Поставленная задача решается тем, что в каскодном усилителе фиг. 1, содержащем входной преобразователь «напряжение-ток» 1, токовый выход которого соединен с эмиттером выходного транзистора 2, источник напряжения смещения 3, подключенный к базе выходного транзистора 2, двухполюсник коллекторной нагрузки 4, включенный между шиной источника питания 5 и выходом устройства 6, который связан с коллектором выходного транзистора 2, предусмотрены новые элементы и связи - выход устройства 6 соединен со входом дополнительного усилителя тока 7 через дополнительный корректирующий конденсатор 8, причем выход дополнительного усилителя тока 7 подключен к эмиттеру выходного транзистора 2.The problem is solved in that in the cascode amplifier of FIG. 1, containing an input voltage-
Схема усилителя-прототипа показана на чертеже фиг. 1. Схема фиг. 1б имеет типовое построение преобразователя «напряжение-ток» 1. На чертеже фиг. 2 представлена схема заявляемого устройства в соответствии с пп. 1 и 2 формулы изобретения.A prototype amplifier circuit is shown in FIG. 1. The circuit of FIG. 1b has a typical construction of a voltage-
На чертеже фиг. 3 представлена схема заявляемого устройства фиг. 2 в среде PSpice на моделях интегральных транзисторов ОАО «НИИ Пульсар» с конкретным выполнением основных функциональных узлов.In the drawing of FIG. 3 is a diagram of the inventive device of FIG. 2 in the environment of PSpice on models of integrated transistors of OJSC “Research Institute of Pulsar” with specific implementation of the main functional units.
На чертеже фиг. 4 показана амплитудно-частотная характеристика коэффициента усиления по напряжению КУ фиг. 3 при разных значениях емкости корректирующего конденсатора Cк (конденсатора 8 - в обозначениях фиг. 2). Из данных графиков следует, что диапазон рабочих частот заявляемого каскодного усилителя расширяется более чем в 5 раз.In the drawing of FIG. 4 shows the amplitude-frequency characteristic of the voltage gain of the gain factor of FIG. 3 at different values of the capacitance of the correction capacitor C k (capacitor 8 in the notation of Fig. 2). From these graphs it follows that the operating frequency range of the claimed cascode amplifier extends more than 5 times.
Каскодный усилитель с расширенным частотным диапазоном фиг. 2 содержит входной преобразователь «напряжение-ток» 1, токовый выход которого соединен с эмиттером выходного транзистора 2, источник напряжения смещения 3, подключенный к базе выходного транзистора 2, двухполюсник коллекторной нагрузки 4, включенный между шиной источника питания 5 и выходом устройства 6, который связан с коллектором выходного транзистора 2. Выход устройства 6 соединен со входом дополнительного усилителя тока 7 через дополнительный корректирующий конденсатор 8, причем выход дополнительного усилителя тока 7 подключен к эмиттеру выходного транзистора 2. Паразитный конденсатор 9 моделирует влияние на fв паразитной емкости на подложку транзистора 2, а также емкости нагрузки, а паразитный конденсатор 10 - емкости коллектор-база транзистора 2.The extended-range cascode amplifier of FIG. 2 contains an input voltage-
На чертеже фиг.2, в соответствии с п. 2 формулы изобретения, дополнительный усилитель тока 7 имеет низкое входное и высокое выходное сопротивления, а его коэффициент передачи по току больше единицы.In the drawing of figure 2, in accordance with
Рассмотрим работу КУ фиг. 2.Consider the operation of the control unit of FIG. 2.
В области высоких частот, на амплитудно-частотную характеристику КУ фиг. 2 начинает влиять паразитная емкость на подложку 9 в цепи коллектора транзистора 2 и емкость 10 коллектор-база транзистора 2, через которые протекают составляющие паразитных токов:In the high-frequency region, the amplitude-frequency characteristic of the CS of FIG. 2, the stray capacitance begins to affect the substrate 9 in the collector circuit of
где
Напряжение
где
Приращение тока через конденсатор 8 передается в эмиттер, а затем в коллектор транзистора 2. Поэтому в коллекторной цепи транзистора 2 обеспечивается взаимная компенсация суммы токов
Поэтому необходимая для повышения fв емкость дополнительного корректирующего конденсатора 8 рассчитывается по формулеTherefore, necessary to increase f in the capacity of the additional correction capacitor 8 is calculated by the formula
где Kiα2>1.where K i α 2 > 1.
В конечном итоге при выполнении условия (4) диапазон рабочих частот КУ фиг. 2 расширяется. Данный вывод подтверждается результатами компьютерного моделирования фиг. 4.Ultimately, when condition (4) is satisfied, the operating frequency range of the control unit of FIG. 2 is expanding. This conclusion is confirmed by the results of computer simulation of FIG. four.
Таким образом, заявляемое схемотехническое решение каскодного усилителя характеризуется более высоким диапазоном рабочих частот.Thus, the claimed circuit design of the cascode amplifier is characterized by a higher range of operating frequencies.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОКBIBLIOGRAPHIC LIST
1. Патент США №6.825.723 fig. 31. US Patent No. 6,825,723 fig. 3
2. Патент США №4.151.483 fig. 22. US Patent No. 4,151.483 fig. 2
3. Патент США №4.151.4843. US Patent No. 4,151.484
4. Патент США №3.882.410 fig. 34. US Patent No. 3,882,410 fig. 3
5. Патентная заявка WO 2004/0302075. Patent application WO 2004/030207
6. Патент США №4.021.749 fig. 26. US patent No. 4.021.749 fig. 2
7. Патент США №3.693.108 fig. 97. US Patent No. 3,693.108 fig. 9
8. Патент США №7.113.043 fig. 28. US Patent No. 7.113.043 fig. 2
9. Патентная заявка США 2006/00335629. US Patent Application 2006/0033562
10. Патентная заявка США 2006/013224210. US Patent Application 2006/0132242
11. Патентная заявка США 2006/011943511. US Patent Application 2006/0119435
12. Патентная заявка США 2005/024840812. US Patent Application 2005/0248408
13. Патент США №6.204.72813. US patent No. 6.204.728
14. Патент США №6.278.32914. US Patent No. 6,278.329
15. Патентная заявка США 2005/022539715. US patent application 2005/0225397
16. Патент США №5.451.90616. US Patent No. 5,451.906
17. Патент США №7.098.743 fig. 117. US Patent No. 7,098.743 fig. one
18. Патент Англии GB №1431481 fig. 218. British Patent GB No. 1431481 fig. 2
19. Патент США №6.515.547 fig. 219. US Patent No. 6,515,547 fig. 2
20. Патентная заявка US 2010/0283543 fig. 120. Patent application US 2010/0283543 fig. one
21. Патент ES 2.079.397, fig. 9.21. Patent ES 2.079.397, fig. 9.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014144761/08A RU2571369C1 (en) | 2014-11-05 | 2014-11-05 | Cascode amplifier with extended frequency band |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014144761/08A RU2571369C1 (en) | 2014-11-05 | 2014-11-05 | Cascode amplifier with extended frequency band |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2571369C1 true RU2571369C1 (en) | 2015-12-20 |
Family
ID=54871337
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014144761/08A RU2571369C1 (en) | 2014-11-05 | 2014-11-05 | Cascode amplifier with extended frequency band |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2571369C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5420540A (en) * | 1994-08-03 | 1995-05-30 | Analog Devices, Inc. | Double-folded cascode operational amplifier |
US6825723B2 (en) * | 2002-05-24 | 2004-11-30 | Nec Compound Semiconductor Devices, Ltd. | Low noise gain-controlled amplifier |
US6924701B1 (en) * | 2002-09-03 | 2005-08-02 | Ikanos Communications, Inc. | Method and apparatus for compensating an amplifier |
RU2468503C1 (en) * | 2011-09-28 | 2012-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") | Cascode amplifier |
-
2014
- 2014-11-05 RU RU2014144761/08A patent/RU2571369C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5420540A (en) * | 1994-08-03 | 1995-05-30 | Analog Devices, Inc. | Double-folded cascode operational amplifier |
US6825723B2 (en) * | 2002-05-24 | 2004-11-30 | Nec Compound Semiconductor Devices, Ltd. | Low noise gain-controlled amplifier |
US6924701B1 (en) * | 2002-09-03 | 2005-08-02 | Ikanos Communications, Inc. | Method and apparatus for compensating an amplifier |
RU2468503C1 (en) * | 2011-09-28 | 2012-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") | Cascode amplifier |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2419197C1 (en) | Differential amplifier with increased amplification factor as to voltage | |
RU2421879C1 (en) | Differential amplifier with high-frequency compensation | |
RU2428786C1 (en) | Cascode amplifier | |
US8279007B2 (en) | Switch for use in a programmable gain amplifier | |
RU2427071C1 (en) | Broadband amplifier | |
CN113640576A (en) | Radio frequency power detection circuit and electronic equipment | |
RU2479112C1 (en) | Selective amplifier | |
RU2536672C1 (en) | Low-output capacitance composite transistor | |
RU2571369C1 (en) | Cascode amplifier with extended frequency band | |
RU2568317C1 (en) | Broadband bias circuit of static level in transistor stages of amplification and conversion of signals | |
RU2519563C2 (en) | Composite transistor | |
RU2460206C1 (en) | Cascode microwave amplifier with low supply voltage | |
RU2475942C1 (en) | Broadband differential amplifier | |
RU2321156C1 (en) | Broadband amplifier | |
RU2572388C1 (en) | Extended frequency band transistor amplifier | |
RU2568780C1 (en) | Cascade amplifier with expanded range of working frequencies | |
RU2421888C1 (en) | Differential amplifier | |
RU2432667C1 (en) | Differential operational amplifier with low supply voltage | |
RU2390919C1 (en) | Controlled ac amplifier | |
RU2571400C1 (en) | Cascode amplifier with extended frequency band | |
RU2468503C1 (en) | Cascode amplifier | |
RU2515538C1 (en) | Broadband amplifier based on common base (or common emitter) stage | |
RU2421881C1 (en) | Differential amplifier | |
RU2468502C1 (en) | Cascode differential amplifier | |
RU2626665C1 (en) | Rlc-selective amplifier with low voltage |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161106 |