TW418560B - High-gain common-emitter output stage - Google Patents

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4 18560 A? B7 經濟部中央橾準局员工消费合作.社印製 五、發明説明（1 ) 發明領域： 本發明是關於類比電路的輸出缉，特別是對於放大器 的输出級。 發明背景的描述： 放大器爲廣爲人知的，並且使用於離散類比電路及單 石積體電路中。對於放大器的基礎知識，請參閱Malvino 所著之 Electronic Principles, McGraw-Hill，Inc.，197；3 ° 放 大器通常是由許多級構成"這些級可能包含一個或多個放 大級接著一個輸出級° 一個輸出級的一個功能是提供一合 適的輸出阻抗。輸出級也期望它能提供放大的功能。 圖1描述一個一般的放大器的輸出級1〇〇的電路圖 。輸出級100包含一個第一電晶體（Ql)l〇2及一個第二 電晶體（Q2) 104 »第一及第二電晶體102及104的射極是 連接在一起的且接受一供應的電屋（Vcc)。因此，輸出級指 的是具有一共射極的組態〇第一及第二電晶體102及104 的基極是共同連接在一起的》第一電晶體102的集極連接 至一訊號電流源 （ί.)106 ，及至第一及第二電晶體102 及104所共同連接的基極。訊號電流源（i〇l〇6接著連接 至地（GND)。第二電晶體104的集極藉由負載電阻Rl連 接至地（GND)。 從第二電晶體1.04的集極得到輸出電壓 (Vout) 0 此一般的輸出級100由訊號電流源（i〇106 所驅動， <請先«讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) ，衣- 訂 本紙張尺度適用中囷國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -4- 4 18 5 6 0 A7 _B7 五、發明説明& ) {請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 它當作此輸出級100的輸入。在產生集極電流（Ic)時， 輸出級100以一增益量將此訊號電流源（ι〇放大。此增益 量由其射極面積比所決定，就是第二電晶體104的射極面 積除以第一電晶體102的射極面積（AreaQ2/Areau) 1輸出 級所產生的輸出電壓 （VQUT)爲集極電流（Ic)與負載電阻 (Rl)108的乘積。結果，輸出電壓（V。^)能夠擺盪於所供 應之電壓源（Vcc)的一個飽和電壓（Vec)中的最大輸出0 此傳統的輸出級100的一個問題爲：它所提供的增益 實際上較受限制。明確的說，第一電晶體102的面積或 尺寸無法做得比一些預定的最小電晶體的尺寸還小1再者 ，隨著其面積增加而速度變慢，第二電晶體104的面積及 尺寸也受裝置的速度需求所限制。因此，雖然需求的增益 很大，實際運用上此傳統的輸出級100只能提供有限的if 益。 因此，放大器的輸出級有必要要達成大的增益，而不 影響其高速運作》 發明槪述： SJ濟部中喪樣準局舅工消费合作社印裝 槪括的說來，此發明是關於一個放大器的高增益之共 射輸出級。根據本發明的輸出級或放大器較具有優點，因 爲所提供的增益爲指數型的，而且基極之狀態仍然爲穩定 的。 在第一實施例中，根據本發明的一個放大器的輸出級 包括：一第一電晶體具有一基極，一射極及一集極，此射 本纸沬尺度適用中國國家標窣（CNS ) A4洗格（210X297公釐> -5 - 418560 A7 B7 經濟部中央樣窣扃貞工消费合作社印製 五、發明説明色) 極經由一第一電阻連接至一第一電位，集極經由串聯之第 二電阻及一偏壓電流源連接至一第二電位，基極連接於第 二電阻及偏壓電流源之間；一第二電晶體具有一基極、一 射極及一集極*射極連接至第一電位，集極經由一負載元 件連接至第二電位，基極連接至所說之第一電晶體的集極 ;且一訊號電流源供應一電流訊號以被放大。根據本發明 的輸出級較具有優點，因爲所提供的增益爲指數型的，而 且基極之狀態仍爲穩定的。以功率的觀點視之，因爲在靜 態時的功率消耗非常低，所以此輸出級運作很有效率。 在第二實施例中，一放大器用於放大一介於第一及第 二輸入電壓間之差電壓，以產生一輸出電壓，包括：一第 一緩衝電路以接收第一及第二輸入電壓及產生互補電流訊 號：及一電流放大電路以接收互補電流訊號及輸出一輸出 電壓，此輸出電壓爲第一及第二輸入電壓差的放大，及電 流放大電路包含互補環路。此互補環路包含第一及第二電 路連接至第一緩衝電路》此第一電路包含：一第一電晶體 具有一基極、射極與集極，此射極經由一第一電阻連接至 一第一電位，此集極經由一串聯的第二電阻連接及一第一 偏壓電流源至第二電位•此基極連接於第二電阻及第一偏 壓電流源間，集極也被連接，以接收一第一互補電流訊號 :及一第二電晶體具有一基極、一射極及一集極，射極連 接至第一電位，集極連接至得到輸出電壓的輸出端|基極 連接至第一電晶體的集極。第二電路包含：一第三電晶體 具有一基極、一射極及一集極，射極經由一第三電阻連接 ---------^-- {請先聞讀背面之注意事項再填寫表頁) 訂 本紙張尺度遑用中國國家揉準（CNS ) A4规格（210X297公釐） -6 - Α7 Β7_ 五、發明説明& ) ' 至第二電位，集極經由一串聯的第四電阻連接及一第二偏 壓電流源至第一電位，基極連接於第四電阻及第二偏壓電 流源間，集極也被連接，以接收一第二互補電流訊號：及 一第四電晶體具有一基極、一射極及一集極，射極連接至 第二電位，集極連接至輸出端，基極連接至第三電晶體的 集極《此放大器更包含一回授網路連接於輸出端及第二輸 入電壓間。 根據本發明的放大器或輸出級的優點包含有被改善的 增益、當保持一穩定的電壓狀態時，全電壓擺盪及使用低 的功率。本發明的其他觀點及優點將在以下詳細描述之後 顯而易見，配合所完成的圖，以例子的方式描述本發明的 原理。 本發明將以下列詳細之描述，再配合所完成的圖的方 式描述，使得易於閱讀瞭解，’其中相同的參考數字代表相 同的結構單元^ 較佳實施例詳述： 經濟部中央樣準局負工消费合作杜印装 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明是關於一放大器之高增益之共射輸出級‘根據 本發明的輸出級是較優的，因爲所提供的增益爲指數型的 ，而且基極之狀態仍然爲穩定的β 本發明的實施例將參見圖2 - 5而討論於下。然而’ 熟悉此技藝者將可以瞭解’在此相對於圖示所給的詳細欽 述是爲了方便解釋，至於本發明的延伸擴展則不受這些實 施例所限制。 本纸張尺度適用中國國家揉準（CNS ) Α4洗格（210Χ25>7公釐） la4 18560 第8 61101(6^—说明書修正頁 一飞| 89年8月罢 料 月6丨g A/補尤 五、發明說明（5 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖2描述根據本發明第一 W施例的一放大器的蝓出級 200的電路圖。此輸出級200包含一第一電晶體（Q 0 202及一第二電晶體（QO204。第一及第二電晶體2 0 2及 2 0 4的射極一起連接至供應電壓（V c c) 3因此’輸出級指的 是具有一共射極的組態。然而，雖然第二電晶體204直接 連接至供應電壓（vcc) ’第一電晶體202藉由一第一電阻（ RO206連接至供應電壓（Vcc)。 第一電晶體' 202 的集極經由串聯的第二電阻 （ R 2 ) 2 0 8 及一偏壓電流源（Ib)210連接至地（GND)。更明確 的說，第一電晶體202的集極連接至第二電晶體208的第 一邊，而偏壓電流源 （10210 連接於第二電阻208 的第 二邊及第（G N D )之間。偏壓電流源（13) 2丨0及電阻2 0 8 的第二邊的連接在節點2 12上。第一電晶體2 0 2的基極 亦連接至節點212 。第一電晶體202的集極亦連接至一訊 號電流源U0214 。也就是，訊號電流源（i〇2 14連接於第 一電晶體202的集極及第（GND)之間。訊號電流源（i、) 214包含一 DC元件（i“D〇) 及一 AC元件α'Μ;,)。 爲了 偏壓的目的，即使在靜態狀況下DC元件亦須顯現。ACS 件爲一輸入的電流訊號，該訊號就是要被放大及輸出的訊 號。 至於弟_•電晶體2 0 4 ，此第一電晶體2 0 4的基極連接 至第一電晶體202的集極（它是依序的連接到訊號電流源 (i、）214 )，且第二電晶體204的集極藉由一负邨VII阻（ R02 16連接至地（GND)。特別是，輸出爾M (V^〇足依 --I--— — ——HI— I I I ---—訂--------- (請先閒讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張又度適用中國國家標準（CNS)A'l規格（210 X 297公尨） -8- A7 B7 五、發明説明參) 據下面方程式1所決定。

Vout = Ic * Rl -------(1 ) 結果，输出電壓（Vccrr)能夠飄移於所供應之電壓源 (|VCC)的一個飽和電壓（VEC)中的最大輸出， 在由第二電晶體204所產生一集極電流（Ic)時，輸 出級200以一增益量放大訊號電流源（is<AC>)214。此增益 量由以下方程式2所決定 Ξ ,,2ew、*|/Vr --(2) (請先Μ讀背面之注意事項苒填寫本肓) 装. 經濟部中夬樣挛局員工消费合作社印装 在此VT爲熱電壓，它是由Vr = kT/q所決定，k爲波爾曼 常數，T爲溫度（克爾文），q爲電荷量，及Is2爲第二 電晶體（QO202的反向飽和電流。 因此，如方程式（2)所示，輸出級200提供一高增 益。也就是，第一電阻（RO206導致一高電流增益以回應 訊號電流源 U0214。另一方面'第二電阻（r2)2〇8穩定 偏壓狀態。要注意的是，當跨過第二電阻（R2)208的電壓 減少時，跨過第一電阻（IM206的電壓增加了施加於第二 電晶體204的射極-基極接面的電壓。在靜態狀態下（ 也就是i“*c> = 0)，使得跨過第一及第二電阻206及208 的壓降等於中和了第一及第二電阻206及208的效應，因 此，穩定了偏壓的狀態。爲了讓流經第一及第二電阻206 及208的電流不同，第一及第二電阻206及208的値（ 訂 本紙涑尺度適用中國國家樣孳（CNS ) A4说格（210X297公兼） -Q- 418560 經濟部中央橾率局負工消费合作社印«. A7 _B7五、發明説明（？) 歐姆）通常是不相同的。藉由使用單晶1C電阻，使用 電阻匹配易於控制此相等的電壓狀態。當經過第一及第二 電阻206及208的壓降大致相同時，只有施加於第二電 晶體（QO的射極-基極接面的第一電晶體（Qi)的射極-基極電壓及單晶過程的固有電晶體匹配，使得最後的偏 壓狀態是可預測的。換句話說，當跨過第一及第二電阻 206及208的壓降大致相同時，沒有由於第一及第二電阻 206及208的較大的壓降影響第二電晶體（Q2)的射極-基極接面。 在訊號驅動狀態下，訊號電流源（is(A〇)214增加了跨 過第一電阻（D206的壓降以產生在第二電晶體2()4(Q:) 中的指數關係的電流改變。看方程式2。注意，訊號電流 源（is)214並未流經第二電阻（R2)208以產生一抵銷作用 *就如由偏壓電流源（10210所產生的一樣。 雖然，跨過第一及第二電阻206及208的電壓降能 大體上最好是相同的，但在許多狀況下，此相等的電壓狀 態可能無法完全符合。特別是，造成一電壓小於或大於另 —電壓，改變了由第二電晶體（Q:)204所傳導的靜態集極 電流（Ic)的溫度係數，就如同一溫度相依偏壓所需求的β 在此種狀況下，與第二電晶體（Q: )204的射極-基極電壓 比較，保持著較小的壓降差，以維持著適當的可預測的靜 態偏壓。 根據本發明的輸出級200的另一個優點爲此電路的固 定偏壓電流源 （Ib)210爲固定的，使得能夠確保第二電晶 本紙張尺度適用中國國家橾率（〇阳）八4洗格（210><297公；*) - 1〇 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 策· 訂_ 418560 經濟部中失橾隼局員工消费合作社印氧 A7 ___ B7___五、發明説明$ ) 體（Q2)204在訊號電流源（is)214的極度的訊號飄移狀況 下，決不會關閉。換句話說，即使在訊號電流源（1)爲零 時，偏壓電流源（10210確保電晶體（Q2)204保持於偏壓 狀態。相較之下，圖1中所描述的習知輸出級100,當訊 號電流源h爲零時竃晶體（Q2) 104關閉》如此電晶體的 關閉狀態爲我們所不希望發生的，因爲它會減少頻寬及導 致失真。 圖3描述根據本發明第二實施例的互補輸出級300 的電路圖。在此實施例中，一輸入電壓差（VmV2)被放大 及輸出。此輸出級300包含一輸入菱形隨耦電路302及一 電流放大電路304。 此輪入菱形隨耦電路302接收互補輸入電壓V 及 V2，且供應互補電流訊號至電流放大電路304。 此電流 放大電路304接收互補電流訊號且放大互補電流訊號以輸 出一輸出電壓（V〇UT)。 此輸入菱形隨耦電路302 包含一第一電晶體 （Q!) 306 及一第二電晶體（QO310。第一電晶體306的基極收 輸入電壓V，，第一電晶體306的集極連接至一電流源（ Ic)308 ，該電流源依序連接至一正電源供應源（Vcc)，及 此第一電晶體306的集極連接至一負電源供應源（VEE)。第 二電晶體3 10的基極接收輸入電壓V!，第二電晶體 310的集極連接至正電源供應源（Vcc)，且此第二電晶體 310的射極連接至一電流源（Ic)312 ，該電流源依序連接至 負電源供應源（VEE)。在此實施例中，此第一電晶體（ 表紙伕尺度適用中國國家標準（CNS) Α4此格（210X297公f) ~Λ-\ - ' (i閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 18560 A7 ____B7 五、發明説明包) Q,)306爲一PNP-形式的電晶體，且第二電晶體（Q2)310 爲一 NPN-型態的電晶體。 此輸入菱形隨耦電路 302 也包含一第三電晶體 （ Q3)314 及一第四電晶體（QJ316 输入電壓V2連接至與 第三電晶體（Q;)314及第四電晶體（Q0316共同連接的射 極。第三電晶體314的基極連接至第一電晶體306的射極 ，及第四電晶體316的基極連接至第二電晶體310的射極 。此輸入菱形隨耦電路302提洪兩個（互補）輸出至電 流放大電路304。第一個輸出由第三電晶體314的集極而 來，第二個輸出由第四電晶體316的集極而來。與圖2 中該第一實施例比較，輸入菱形隨耦電路302而來的第一 及第二輸出訊號取代了訊號電流源（M21 4。 電流放大電路304連接至輸入菱形隨耦電路302 ， 以接收由此而來的兩個（互補）輸出。因爲電流放大電路 304爲一互補設計，圇2中所描述的電路爲非互補設計* 基本上在此實施例中出現了兩次。 經濟部中央橾準扃頁工消費合作社印装 (請先«讀背面之注意事項再填寫本頁) 電流放大器電路304的一互補部份包含一第五電晶體 (Q5)318及一第六電晶體（Q6)320。在此實施例中，第五 及第六電晶體318及3 20爲PNP-型態的電晶體。第五 電晶體 318 的射極經由一第一電阻 （Ru)3 22 連接至 正電源供應源（Vcc)。第五及第六電晶體318及320的基 極連接在一起。第五電晶體318.的集極接收由輸入菱形隨 耦器302的第三電晶體314而來的第一輸出訊號。第五 電晶體318的集極也連接至串連的第二電阻（R2l) 3 24及 本纸張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4规格（210X297公釐) ^?2- ~ 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印装 418560 A7 ___B7__ 五、發明説明（ΙΟ ) —偏壓電流（Ib,)326 〇偏壓電流源（Ib〇326依序連接至 負電源供應源（VEE)。第二電阻（R2a)324及偏壓電流源（ Ib〇326連接於節點328。節點328也連接至第五及第六 電晶體318及320所共同連接的基極。第六電晶體320 的射極直接連接至正電源供應源（Vcc)，及第六電晶體320 的集極連接至一輸出端點以輸出一輸出電壓Vmt- 電流放大器電路304的另一互補部份包含一第七電晶 體（QO330及一第八電晶體（Q〇332。在此實施例中，第 七及第八電晶體330及332爲PNP-型態的電晶體。第 七電晶體330的射極經由一第一電阻 （Rlb)334連接至負 電源供應源（VEE)e第七及第八電晶體3 30及332的基極 連接在一起。第七電晶體318的集極接收由輸入菱形隨耦 器302的第四電晶體316而來的第二輸出訊號》第七電 晶體330的集極也連接至串連的一電阻（R2b)336及一偏 壓電流源（IB»)338。偏壓電流源（IBb)338依序連接至正電 源供應源（Vcc)。第二電阻（R2b)336及偏壓電流源（IBb)338 連接於節點340。節點340也連接至第七及第八電晶體 3 30及3 32所共同連接的基極。第八電晶體3 32的射極 直接連接至負電源供應源（VEE)，及第八電晶體3 32的集 極連接至一輸出端點以輸出一輸出電壓 V 〇 UT。 輸出級200,300的輸出晅抗爲與此共射極輸出級相關 的另一個限制。上述之第一及第；1實施例中，在輸出端的 電晶蘐集極的高阻抗，使得此輸出級對於負載效應很敏感 。因此，根據本發明的輸出級可更進一步的包含一回授網 (請先W讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度遇用中國國家樣车（CNS ) A4规格（210X297公着） -13 - A7 B7 418560 五、發明説明（11 ) 路以減低電晶體集極的輸出阻抗。藉由應用輸'出端的回授 ，使得輸出級對於負載效應較不敏感。 一回授網路的一個例子是將輸出端直接連接至接收輸 入電壓\^2的輸入端。如此的直接連接提供單一的回授使 得VQUT跟隨著V,。任何的輸出負載誤差將產生一介於輸 入電壓V,及v2間的差，引起電流放大電路304的修 正動作以移去此負載誤差。 然而，實際上回授網路需要回授因數小於一’以完全 實現輸出級的輸出擺盪能力（也就是說1動態範圍.）。一 般而言，電晶體320及332(Q*及QO能擺盪於他們個別 的電源供應的飽和電壓間。然而，此直接連接型態的回授 網路，電壓擺動（動態範圍）是受輸入菱形隨耦器3 02 ( 它不提供相同大的電壓擺盪）所限制。因此，藉由設定閉 回路增益大於一（也就是，回授因數小於一）使得輸出比 加於輸入菱形隨耦器302的輸入端具有較大的擺盪1’1壓。 圖4描述根據本發明的第三實施例的一輸出級400 的電路圖。此輸出級400相似於描述於圖3中的第三實施 例，在其中提供了輸入菱形隨耦器302級電流放大器電路 304 »然而，額外的，輸出級400更包含一回授電路 402。回授電路402連接於在節點342上的輸出電壓（ V〇u〇的輸出端點，及在節點404上的第二輸入電壓V: 間。此回授電路402包含一電壓分配器。此電壓分配器 包含一第一回授電阻 （Rn>406 ’連接於節點404及地（ GND)間；及一第二回授電阻（Rf〇408，連接於節點404 本紙張尺度適用中SH家揉準（CNS ) A4洗格（2I0X297公釐） _ 14- MI^-- (請先閲讀背面之注f項再填寫本頁) 訂 M濟部t央櫟丰局員工消费合作社印裝 4 18 5 6 0 A7 ____B7 五、發明説明（12 ) 及節點342間》閉回路增益是由第一及第二回授電阻 406及408的値所設定的，如此，它是大於一。 回授電阻406及408的値的選擇將隨著輸出級400 的特殊應用而改變。甚至，回授電阻406及408的値的 選擇牽涉到有所取捨的情況。此取捨的情況爲，若使用較 小的電阻値，就使用了較高的電流（電源）：而使用較大 的電阻値，DC位移誤差將成爲問題。更詳細的說，回授 電路402的回授電阻406及408由輸出端引出一回授電 流，基於功率效率的考量不可將回授電阻設成太小的値。 然而·這些回授電阻406及408的角色爲電晶體314及 316(Q3及Q*)射極的退化，且必須供應電流至這些電晶 體3 14及316以便能驅動電流放大器電路304。因此， 爲了以這些電晶體 314及316完成高增益電路，需要 使得回授電阻406及408(Rn及U爲小的》 在這些例子中，這個取捨的狀況因此無法以取得一可 接受的電阻値而解決，可使用一額外的緩衝器，以容許獨 立控制回授電流及此級的增益。圖5描述根據本發明的 第四實施例的一輸出級500的電路圖。此第四實施例基本 上與圖4中所描述的第三實施例相似，除了它提供了額外 的緩衝器* 在輸出級5 00中，除了包含（第一）輸入菱 形隨耦器302、 輪出緩衝器304及回授電路402外， 此輸出級500更包含一第二禱入菱形隨耦器502。 此第二輸入菱形隨耦器502連接於第一輸入菱形隨耦 器502及回授電路402間。第二輸入菱形隨耦器502包含 本紙張尺度適用中國國家揉率（CNS > A4洗格（2丨0X297公釐）-15 - 請 先 聞 讀 背 * 之 注 意 事 項 頁 經濟部辛央橾率局S工消费合作杜印製 418560 Α7 Β7 五、發明説明（Ί3 ) —電晶體（Qi>>)504及一電晶體（Q2»)508 °電晶體504的 基極接收輸入電壓V:，電晶體504的射極連接至一電流 源Ic506，依序連接至正電源供應源（Vcc)，且集極連接至 負電源供應源（VEE)。第二電晶體508的基極接收輸入電壓 V2，電晶體508的集極連接至正電源供應源（

Vcc)，且電晶體508的射極連接至一電流源（Ic)51()，再 依序連接至負電源供應源（VEE)。 經濟部中央揉準局負工消费合作社印装 第二輸入菱形隨耦器502也包含一電晶體（Q^)512 及一電晶體（Q4b)514 »第三電晶體512的基極連接至電晶 體504的射極，且電晶體514的基極連接至電晶體 508的射極。電晶體（Q3b)512及電晶體（Q^)514的射極 供同連接至節點516 » —電阻（R<〇518也提供給第二輸入 菱形隨耦器502。電阻（Rc〇5 18連接至第一輸入菱形隨耦 器302於節點520 ·此節點連接電晶體314及316的射 極。第一輸入菱形隨耦器302仍提供兩個（互補）輸出 至電流放大器電路304 »因此，在此實施例中，回授電阻 (Rn及Rf2)406及408只需供應電晶體504及5 08(Qlb 及Q:»)的基極電流1如此可使用大電阻β接著，電阻（ RC)5 18現在當作輸入射極隨耦器302的電晶體的射極退化 。在此，電阻（Rc)5 18只需傳導要驅動電流放大器電路 304所需的電流，因此，可使用一較小的電阻値，所以可 得到高增益。 ,由所寫的敘述，淸楚的可見本發明的許多特徵及優點 ，因此，打算以後述的申請專利來含括本發明的所有特徵 • 16 - I- ί ---- I I— m* I II H 1--- n (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度遑用中國國家標準（CNS )八4«1格（210X297公釐） 4 18560 A7 B7

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（14 ) 及優點。再者，由於本文所描述的技巧可以有多極的修改 及變更’因此不希望限制本發明於所敘述及所描述的精確 的結構及動作。因此’所有恰當的修改及其等效可被分類 屬於本發明的範.圍。 附圖簡述： 圖1描述一習知的放大器的輸出級的電路圖； 圖2描述根據本發明第一實施例的一放大器的輸出級 的電路圖； 圖3描述根據本發明第二實施例的互補輸出級的電路 圖； 圖4描述根據本發明第三實施例的輸出級的電路圖； 及 圖5描述根據本發明第四實施例的輸出級的電路圖. 附圖主要元件之符號說明： 1 0 〇 習知放大器的輸出級 1 0 2 第一電晶體 1 0 4 第二電晶體 1 0 6 訊號電流源 108 負載電阻 200 輸出級 2〇2 第一·電晶體 2 0 4 第二電晶體 2 0 6 笫一電阻 --------------------訂·--------後 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公朵） -17 -

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Ο 8 第二電阻 10 偏壓電流源 12 節點 1 4 訊號電流源 16 負載電阻 0 0 互補輸出級 02 輸入菱形隨耦電路 0 4 電流放大電路 0 6 第一電晶體 0 8 電流源 10 第一電 12 電流源 14 第三電 16 第四電 18 第五電 2 0 第六電 2 2 第一電 2 4 第二電 2 6 偏壓電 2 8 節點 3 0 第七電 3 2 第八電 3 4 第一電 3 6 第二 Ξ 曰曰 體 晶體 晶體 晶體 晶體 阻 阻 流源 晶體 晶體 阻 阻 .--------------------訂·-------~4 (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) -18 - 4 18560

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（16 ) 3 3 8 偏壓電流源 3 4 0 節點 3 4 2 節點 400 輸出級 4 0 2 回授電路 4 0 4 節點 406 第一回授電阻 408 第二但授電阻 500 輸出級 502 第二輸入菱形隨耦器 504 第一電晶體 506 電流源 5 0 8 第二電晶體 510 電流源 5 1 2 第三電晶體 5 14 第四電晶體 5 1 6 節點 5 18 電阻 5 2 0 節點 •^1 ^1 - - J 1 ! n I I » n I I - -I — 一OJ· - I I n IE - (請先閱讀背面之;i咅？事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（WO X 297公釐） -19 -

Claims (1)

1. 4 185€〇 A8 B8 C8 D8 經濟部中央榡準局WC工消費合作社印裂 六、申請專利範圍 1. —種放大器電路的輸出級，包含： —具有一基極、一射極及一集極的第一電晶鲦，此射 極經由一第一電阻連接至一第一電位，集極經由串聯之第 二電阻及一偏壓電流源連接至一第二電位，基極連接於第 二電阻及偏壓電流源之間； 一具有一基極、一射極及一集極的第二電晶體，射極 連接至第一電位，集極經由一負載元件連接至第二電位， 基極連接至該第一電晶體的集極；且 一訊號電流源供應一要被放大的電流訊號* 2. 如申請專利範圔第1項之輸出級，其中該電流訊 號源被連接於第二電位，及該第一電晶體與該第二電晶體 的基極的共同接點間。 3. 如申請專利範圍第1項之输出級，其中由該訊號 電流源所提供的電流訊號包含一用來偏壓的DC元件，及 含有一要被放大及輸出的输入訊號的AC元件。 4. 如申請專利範圍第3項之輸出級，其中該輸出級 對输入訊號提供一指數型的增益。 5. 如申請專利範圔第4項之输出級，其中輸入訊號 爲一輸入電流訊號 ，且此輸入電流訊號被放大及由該第二電晶體的集 極輸出成爲一輸出電流訊號且 其中，此指數型的增益乃依據以下之方程式所決定： ;一 f lC = 本紙張尺度適用中a國家橾準（CNS ) Α4规格（2丨0X25*7公釐） -18 - (請先《讀背面之注意事項再填寫本頁) " 4 18^60 J* ___SI__ 六、申請專利範圍 在此，VT爲熱電壓，R,爲第一電阻的阻値，及I,爲 該第二電晶體的反向飽和電流。 6. 如申請專利範圍第4項之輸出級，其中負載元件 爲負載電阻。 7. 如申請專利範圔第6項之输出級，其中該第一及 第二電晶體爲PNP-型態的電晶體》 8. 如申請專利範圔第6項之输出級，其中在靜態狀 況下’跨過第一及第二電阻的電壓降基本上爲相等的。 9. —種用於放大一介於第一及第二输入電壓間之差電 壓的放大器，以產生一輸出電壓，該放大器包含： 一第一緩衝電路，以接收第一及第二輸入電壓及產生 互補電流訊號；及 一電流放大電路，以接收互補電流訊號及輸出一輸出 電壓，此輸出電壓爲第一及第二輸入電壓差的放大，該電 流放大電路包含互補環路，該互補環路包含： —第一電路’連接至該第一緩衝電路，包含： 經濟部中央標準扃S工消费合作社印製 (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 一具有基極、射極與集極的第一電晶體，此射極經由 一第一電阻連接至第一電位，此集極經由一串聯的第二電 阻連接及一第一偏壓電流源至第二電位，此基極連接於第 二電阻及第一偏壓電流源間，集極也被連接，以接收一第 —互補電流訊號：及 一具有一基極、一射極及一集極的第二電晶體，射極 連接至第一電位’集極連接至得到输出電壓的输出端，基 極連接至該第_電晶體的集極： 本紙伕尺度適用中8國家標車（CNS ) Α4洗格（2丨〇><297公* ) -19 - 4 1 8 5 ί Α8 Β8 C8 _____ D8 六、申請專利範圍 —第二電路’連接至該第一緩衝電路，該第二電路包 含： 一具有一基極、一射極犮一集極的第三電晶體，射極 經由一第三電阻建接至第二電位，集極經由—串聯的第··四 電阻連接及一第二偏壓電流源至第一電位，基極連接於第 四電阻及第二偏壓電流源間，集極也被連接，以接收一第 二互補電流訊號；及 一具有一基極、一射極及一集極的第四電晶體，射極 連接至第二電位，集極連接至輸出端，基極連接至該第三 電晶體的集極。 10. 如申請專利範圍第9項之放大器，其中該第一 緩衝電路爲一輸入菱形隨耦器。 11. 如申請專利範圍第9項之放大器，其中該第一緩 衝電路包含： 一具有一基極、一射極及一集極的第五電晶體，射極 經一第一電流源連接至第一電位，基極被連接到接收第一 輸入電壓，且集極連接到第二電位： 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印製 一具有一基極、一射極及一集極的第六電晶體，射極 經一第二電流源連接至第二電位’基極被連接到接收第一 輸入電壓，且集極連接到第一電位； 一具有一基極、一射極及一集極的第七電晶體，射極 被連接到接收第二输入電壓’基極連接到所述的第五電晶 體的射極，且集極輸出第一個互補的電流訊號：及 一具有一基極、一射極及一集極的第八電晶應，射極 -20- ^^1 ^^^1 mt n n^i ^^^1 ..... ·_ f! n^i 』^ <請先w讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度逍用中困國家梯隼（CNS)A4规格（210x297公瘦》 4 18560 if C8 ____D8 六、申請專利範園 被連接到接收第二輸入電壓，基極連接到該第六電晶體的 射極’且集極输出第二個互補的電流訊號。 12. 如申請専利範圍第11項之放大器，其中該放大器 更包含一回授網路連接於輸出端及第二輸入電壓間β 13. 如申請專利範圍第12項之放大器，其中該回授 網路包含一電壓分配器。 14. 如申請專利範圍第11項之放大器，其中該放大 器更包含： 一回授網路連接於輸出端：及 一第二緩衝電路連接於該回授網路及該第一緩衝電路 間。 15. 如申請專利範圍第14項之放大器，其中該回授 網路包含一電壓分配器》 16. 如申請專利範圍第14項之放大器，其中該第二 緩衝電路包含： 經濟部中央標準局負工消費合作社印裝 n HI ^^1 ^^1 ^^1 ^^1· ^^1 ί ^^1 ^^1 ^^1 HI in (請先閲讀背面之注項再填寫本頁) —具有一基極、一射極及一集極的第九電晶體，射極 經一第三電流源連接至第一電位，基極被連接到接收第二 输入電壓，且集極連接到第二電位； —具有一基極、一射極及一集極的第十電晶體，射極 經一第四電流源連接至第二電位，基極被連接到接收第二 輸入電壓，且集極連接到第一電位； —具有一基極、一射極及一 ·集極的第~f--•電晶體，射 極經過一增益電阻連接到該第一緩衝電路的第七及第八電 晶體所共同相連的射極，且基極連接到該第九電晶體的射 本紙法尺度連用中國國家棣率（CNS )六4規<格（2iOX297公釐） -21 - 41856 η Α8 Β8 C8 D8 經濟部中央標牵局負工消費合作社印裝

   申請專利範圍 極：及 一具有一基極_、一射極及一集極的第十二電晶體，射 極經過一增益電阻連接到該第一緩衝電路的第七及第八電 晶體所共同相連的射極，且基極連接到該第十電晶體的射 極。 17. 如申請專利範圍第9項之放大器，其中該放大 器更包含一回授網路連接於輸出端及第二輸入電壓間。 18. 如申請專利範圍第16項之放大器，其中該回授 網路包含一電壓分配器。 19. 一放大器電路包含： —具有一基極、一射極及一集極的第一電晶體，此射 極經由一第一電阻連接至一第一電位•集極經由串聯之第 二電阻及一偏壓電流源連接至一第二電位，基極連接於第 二電阻及偏壓電流源之間： 一具有一基極、一射極及一集極的第二電晶體，射極 連接至第一電位，集極經由一負載元件連接至第二電位’ 基極連接至該第一電晶體的集極；且 接收要被放大的轅入訊號的方法》 γ 20. 如申請專利範圍第19項之放大該放大 器將輸入訊號放大，且將放大的輸出訊號由該第二電晶體 的集極輸出。 本紙張尺度逋用中國國家梂率（CNS) A4規格（210X29?公釐} 1^1 ^^1 i i m ^^1 I -1 I 一木 -I 1^1 I! --- -. 1 - (請先H讀背面之注$項再填寫本萸) -22-