RU2572388C1 - Extended frequency band transistor amplifier - Google Patents
Extended frequency band transistor amplifier Download PDFInfo
- Publication number
- RU2572388C1 RU2572388C1 RU2014142724/08A RU2014142724A RU2572388C1 RU 2572388 C1 RU2572388 C1 RU 2572388C1 RU 2014142724/08 A RU2014142724/08 A RU 2014142724/08A RU 2014142724 A RU2014142724 A RU 2014142724A RU 2572388 C1 RU2572388 C1 RU 2572388C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- voltage
- input
- amplifier
- current
- 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 ВЧ и СВЧ сигналов, в структуре аналоговых микросхем различного функционального назначения (например, широкополосных и избирательных усилителях ВЧ и СВЧ диапазонов, реализуемых по новым и перспективным технологиям).The invention relates to the field of radio engineering and communication and can be used as a device for amplifying analog RF and microwave signals, in the structure of analog microcircuits of various functional purposes (for example, broadband and selective amplifiers of the RF and microwave ranges implemented by new and promising technologies).
В современной микроэлектронике находят широкое применение классические транзисторные усилители (ТУ) по схеме с общей базой [1-4] и с общим эмиттером [5-19] с резистивной нагрузкой, включенной в коллекторную цепь выходного транзистора [1-19].In modern microelectronics, classical transistor amplifiers (TUs) are widely used according to the scheme with a common base [1-4] and with a common emitter [5-19] with a resistive load included in the collector circuit of the output transistor [1-19].
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является ТУ фиг. 1 по патенту US 7.233.209, fig. 4. Он содержит входной преобразователь напряжение - ток 1 (например, схему с общим эмиттером), вход которого подключен к источнику сигнала 2, а токовый выход соединен с шиной источника питания 3 через резистор коллекторной нагрузки 4, неинвертирующий усилитель напряжения 5, вход которого соединен с токовым выходом входного преобразователя напряжение - ток 1 и выходом устройства 6.The closest in technical essence to the claimed device is the technical specifications of FIG. 1 according to patent US 7.233.209, fig. 4. It contains an input voltage-current converter 1 (for example, a circuit with a common emitter), the input of which is connected to a
Существенный недостаток известного ТУ, архитектура которого присутствует также во многих других ТУ [6-19], состоит в том, что он имеет недостаточно высокие значения верхней граничной частоты (fв). Это обусловлено отрицательным влиянием на fв паразитной емкости на подложку (Сп) и емкости коллектор - база (Скб) выходного транзистора входного преобразователя напряжение - ток 1, а также влиянием на fв емкостной составляющей нагрузки. Большие численные значения Сп и Скб для технологических процессов, имеющих, например, повышенную радиационную стойкость, являются одним из главных факторов, определяющих частотный диапазон широкополосных усилителей на основе ТУ, фиг. 1.A significant drawback of the known TU, the architecture of which is also present in many other TUs [6-19], is that it has insufficiently high values of the upper cutoff frequency (f in ). This is due to the negative effect on f in the parasitic capacitance on the substrate (C p ) and collector-base capacitance (C kb ) of the output transistor of the input voltage-
Основная задача предлагаемого изобретения состоит в расширении диапазона рабочих частот ТУ (повышение fв) без ухудшения коэффициента усиления по напряжению.The main objective of the invention is to expand the range of operating frequencies of the TU (increase f in ) without deterioration of the voltage gain.
Поставленная задача решается тем, что в транзисторном усилителе фиг. 1, содержащем входной преобразователь напряжение - ток 1, вход которого подключен к источнику сигнала 2, а токовый выход соединен с шиной источника питания 3 через резистор коллекторной нагрузки 4, неинвертирующий усилитель напряжения 5, вход которого соединен с токовым выходом входного преобразователя напряжение - ток 1 и выходом устройства 6, предусмотрены новые элементы и связи - между выходом устройства 6 и выходом неинвертирующего усилителя напряжения 5 включен корректирующий конденсатор 7.The problem is solved in that in the transistor amplifier of FIG. 1, containing the input voltage-
Схема усилителя-прототипа показана на фиг. 1. На фиг. 2 представлена схема заявляемого устройства в соответствии с п. 1 и п. 2 формулы изобретения.A prototype amplifier circuit is shown in FIG. 1. In FIG. 2 presents a diagram of the inventive device in accordance with
На фиг. 3 представлена схема заявляемого устройства, фиг. 2, в среде PSpice на моделях интегральных транзисторов ОАО «НПП Пульсар» с конкретным выполнением его основных функциональных узлов.In FIG. 3 presents a diagram of the inventive device, FIG. 2, in the environment of PSpice on models of integrated transistors of OJSC NPP Pulsar with specific implementation of its main functional units.
На фиг. 4 представлена амплитудно-частотная характеристика коэффициента усиления по напряжению ТУ, фиг. 3, при разных значениях емкости корректирующего конденсатора Ск (конденсатора 7 - в обозначениях фиг. 2). Из данных графиков следует, что диапазон рабочих частот заявляемого ТУ расширяется более чем в 7 раз.In FIG. 4 shows the amplitude-frequency characteristic of the voltage gain TU; FIG. 3, at different values of the capacitance of the correction capacitor C k (
Транзисторный усилитель с расширенным частотным диапазоном, фиг. 2, содержит входной преобразователь «напряжение-ток» 1, вход которого подключен к источнику сигнала 2, а токовый выход соединен с шиной источника питания 3 через резистор коллекторной нагрузки 4, неинвертирующий усилитель напряжения 5, вход которого соединен с токовым выходом входного преобразователя напряжение - ток 1 и выходом устройства 6. Между выходом устройства 6 и выходом неинвертирующего усилителя напряжения 5 включен корректирующий конденсатор 7. Паразитный конденсатор 8 в схеме, фиг. 2, моделирует влияние на ее работу выходной емкости входного преобразователя напряжение - ток 1, входной емкости неинвертирующего усилителя напряжения 5 и эквивалентной емкости нагрузки, подключаемой к выходу устройства 6.The transistor amplifier with an extended frequency range, FIG. 2, contains an input voltage-
Для фиг. 2, в соответствии с п. 2 формулы изобретения численные значения коэффициента передачи по напряжению неинвертирующего усилителя напряжения 5 больше единицы.For FIG. 2, in accordance with
Рассмотрим работу ТУ, фиг. 2.Consider the operation of the technical specifications, FIG. 2.
В области высоких частот на амплитудно-частотную характеристику ТУ, фиг. 2, начинает влиять паразитный конденсатор 8 в выходной цепи устройства 6. При этом для схемы, фиг. 2, справедливы следующие уравнения Кирхгофа:In the high-frequency region, the amplitude-frequency characteristic of the technical specifications, FIG. 2, the
где , - комплексы токов через конденсаторы 8 и 7;Where , - complexes of currents through
- комплекс напряжения на выходе устройства 6; - voltage complex at the output of
- комплексное сопротивление паразитного конденсатора 8 на частоте сигнала ω; - the complex resistance of the
- комплексное сопротивление корректирующего конденсатора 7 на частоте сигнала ω; - the complex resistance of the
Kу - коэффициент усиления по напряжению неинвертирующего усилителя напряжения 5.K y - voltage gain of a
Напряжение создает в корректирующем конденсаторе 7 комплекс тока (2). Поэтому в выходной цепи устройства 6 обеспечивается взаимная компенсация токов и и, следовательно, взаимная компенсация влияния емкостей конденсаторов 7 и 8 на верхнюю граничную частоту fв устройства. При этом необходимо выполнить условие:Voltage creates a current complex in the correction capacitor 7 (2). Therefore, in the output circuit of the
где Kу>1.where K y > 1.
В конечном итоге при выполнении соотношения (3) диапазон рабочих частот ТУ, фиг. 2, расширяется. Данный вывод подтверждается результатами компьютерного моделирования, фиг. 4.Ultimately, when relation (3) is fulfilled, the operating frequency range of the technical specifications, FIG. 2, expanding. This conclusion is confirmed by the results of computer simulation, FIG. four.
Таким образом, заявляемое схемотехническое решение транзисторного усилителя характеризуется более широким диапазоном рабочих частот.Thus, the claimed circuit design of a transistor amplifier is characterized by a wider range of operating frequencies.
Источники информацииInformation sources
1. Патент US 6.563.3681. Patent US 6.563.368
2. Патент США 6.825.723 fig. 1, fig. 3, fig. 42. US Patent 6,825,723 fig. 1, fig. 3, fig. four
3. Патент США 5.914.639 fig. 13. US Patent 5,914,639 fig. one
4. Патент US 7.042.295 fig. 3а, fig. 3b4. Patent US 7.042.295 fig. 3a, fig. 3b
5. Патент US 7.233.209 fig. 45. Patent US 7.233.209 fig. four
6. Патент США 6.427.067 fig. 16. US patent 6.427.067 fig. one
7. Патент США 6.486.739 fig. 17. US Pat. No. 6,486,739 fig. one
8. Патент США 6.424.225 fig. 1, fig. 58. US Patent 6,424,225 fig. 1, fig. 5
9. Патент США 6.417.735 fig. 19. US Patent 6,417,735 fig. one
10. Патент США 6.414.553 fig. 110. U.S. Patent 6,414,553 fig. one
11. Патент США 6.392.492 fig. 111. US Patent 6,392,492 fig. one
12. Патент США 6.333.677 fig. 312. US Patent 6,333,677 fig. 3
13. Патент США 6.114.912 fig. 413. U.S. Patent 6.114.912 fig. four
14. Патент США 6.359.516 fig. 114. U.S. Patent 6,359,516 fig. one
15. Патент США 6.191.656 fig. 215. U.S. Patent 6.191.656 fig. 2
16. Патент США 6.476.66816. US Patent 6,476,668
17. Патент США 6.747.51617. US patent 6.747.516
18. Патент США 6.441.68918. US patent 6.441.689
19. Патент США 6.005.44119. US Patent 6.005.441
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014142724/08A RU2572388C1 (en) | 2014-10-22 | 2014-10-22 | Extended frequency band transistor amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014142724/08A RU2572388C1 (en) | 2014-10-22 | 2014-10-22 | Extended frequency band transistor amplifier |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2572388C1 true RU2572388C1 (en) | 2016-01-10 |
Family
ID=55072130
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014142724/08A RU2572388C1 (en) | 2014-10-22 | 2014-10-22 | Extended frequency band transistor amplifier |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2572388C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7233209B2 (en) * | 2003-11-05 | 2007-06-19 | Texas Instruments Incorporated | Integrated preamplifier circuit for detecting a signal current from a photodiode |
RU2380824C1 (en) * | 2008-08-26 | 2010-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ГОУ ВПО "ЮРГУЭС") | Alternating current amplifier with controlled amplification |
US7733185B2 (en) * | 2005-10-24 | 2010-06-08 | Nec Corporation | Distributed amplifier and integrated circuit |
RU2436227C1 (en) * | 2010-11-24 | 2011-12-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ГОУ ВПО "ЮРГУЭС") | Broadband amplifier |
RU2479109C1 (en) * | 2012-04-12 | 2013-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") | Selective amplifier |
-
2014
- 2014-10-22 RU RU2014142724/08A patent/RU2572388C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7233209B2 (en) * | 2003-11-05 | 2007-06-19 | Texas Instruments Incorporated | Integrated preamplifier circuit for detecting a signal current from a photodiode |
US7733185B2 (en) * | 2005-10-24 | 2010-06-08 | Nec Corporation | Distributed amplifier and integrated circuit |
RU2380824C1 (en) * | 2008-08-26 | 2010-01-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ГОУ ВПО "ЮРГУЭС") | Alternating current amplifier with controlled amplification |
RU2436227C1 (en) * | 2010-11-24 | 2011-12-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ГОУ ВПО "ЮРГУЭС") | Broadband amplifier |
RU2479109C1 (en) * | 2012-04-12 | 2013-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") | Selective amplifier |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2419197C1 (en) | Differential amplifier with increased amplification factor as to voltage | |
RU2472210C1 (en) | Generator of hyperchaotic oscillations | |
RU2428786C1 (en) | Cascode amplifier | |
RU2380824C1 (en) | Alternating current amplifier with controlled amplification | |
RU2427071C1 (en) | Broadband amplifier | |
RU2572388C1 (en) | Extended frequency band transistor amplifier | |
RU2568317C1 (en) | Broadband bias circuit of static level in transistor stages of amplification and conversion of signals | |
Nagar et al. | Single OTRA based two quadrant analog voltage divider | |
RU2475942C1 (en) | Broadband differential amplifier | |
RU2571369C1 (en) | Cascode amplifier with extended frequency band | |
RU2568780C1 (en) | Cascade amplifier with expanded range of working frequencies | |
RU2460206C1 (en) | Cascode microwave amplifier with low supply voltage | |
RU2321156C1 (en) | Broadband amplifier | |
RU2421888C1 (en) | Differential amplifier | |
RU2468502C1 (en) | Cascode differential amplifier | |
RU2286005C2 (en) | Broadband amplifier | |
RU2572376C1 (en) | Cascode amplifier with extended operating bandwidth | |
RU2515538C1 (en) | Broadband amplifier based on common base (or common emitter) stage | |
RU2641445C1 (en) | Broadband differential operating amplifier | |
RU2519563C2 (en) | Composite transistor | |
RU2421881C1 (en) | Differential amplifier | |
RU2422981C1 (en) | Differential ac amplifier | |
Alpaslan et al. | A new lossless floating inductor simulator employing only two-terminal active devices | |
RU2568316C1 (en) | Differential amplifier with extended frequency range | |
RU2439780C1 (en) | Cascode differential amplifier |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161023 |