[发明专利]放大器级

说明书

发明背景

本发明涉及放大器级、利用放大器级作为音频放大器的移动设备以及使用放大器级的放大方法。

发明内容

本发明的一个实施方式提供了一种用于根据放大器级的输入端子处的输入信号来生成放大器级的输出端子处的放大输出信号的放大器级。该放大器级包括第一有源器件、第二有源器件和控制电路。第一有源器件包括第一端子、第二端子以及控制第一有源器件的第一端子与第二端子之间的电流的控制输入端。第一有源器件的控制输入端耦接到放大器级的输入端子。第二有源器件包括第一端子、第二端子和控制第二有源器件的第一端子与第二端子之间的电流的控制输入端。第二有源器件的第一端子耦接到第一有源器件的第二端子，且第二有源器件的第二端子耦接到放大器级的输出端子。控制电路耦接在第二有源器件的控制输入端与放大器级的输入端子之间。控制电路被配置成迫使第一有源器件的第二端子处的电压跟随第一有源器件的控制输入端的输入电压。

放大器级尤其广泛地用作消费电子产品(例如移动设备，比如移动电话)的音频放大器。这种放大器级通常包括比如晶体管的有源器件以将来自麦克风的输入信号放大为放大输出信号。然而，有源器件、尤其是场效应晶体管受到所谓的米勒效应(一种不希望的非线性类型的反馈)的影响。米勒效应影响高频的性能且甚至影响更低频率的音频质量。典型地，米勒效应在结型场效应晶体管的栅极与漏极之间的电压变化时出现，因为非线性固有电容被信号电压所调制。较高的电压增益将加剧这种问题。

如上所述的根据本发明一个实施方式的放大器级通过迫使第一有源器件的第二端子的电压跟随第一有源器件的控制输入端的输入电压来消除米勒效应。因此，在第一有源器件的第二端子与第一有源器件的控制输入端之间的非线性电容上将不会出现电压摆动，因而消除了米勒效应。

根据本发明的一个实施方式，控制电路还被设置为防止从放大器级的输出信号到输入信号的任何耦合。这避免了在第二有源器件处出现米勒效应，因而使放大器级完全避免了米勒效应。

放大器级还可以包括耦接在放大器级的输出端子与电源电压之间的电阻器。再者，放大器级可以包括第一电容器和第二电容器。第一电容器可以将放大器级的输入端子耦接到第一有源器件的控制输入端，且第二电容器可以将放大器级的输入端子耦接到第二有源器件的控制输入端。再者，放大器级可以包括耦接在第一有源器件的控制输入端与偏置电压之间的偏置电阻器。放大器级的上述配置适于放大交流(AC)信号，例如来自麦克风的音频信号。

第一有源器件可以包括晶体管、双极晶体管、场效应晶体管(FET)或结型场效应晶体管(JFET)。优选地，第一有源器件包括结型场效应晶体管。

第二有源器件也可以包括晶体管、双极晶体管、场效应晶体管或结型场效应晶体管。优选地，第二有源器件包括双极晶体管。

根据放大器级的另一实施方式，控制电路包括由p沟道结型场效应晶体管和n沟道结型场效应晶体管组成的互补JFET源极跟随器电路。每个结型场效应晶体管都包括源极端子、栅极端子和漏极端子。p沟道晶体管的源极端子耦接到第二有源器件的控制输入端，且n沟道晶体管的源极端子也耦接到第二有源器件的控制输入端。p沟道晶体管的栅极端子耦接到放大器级的输入端子，且n沟道晶体管的栅极端子也耦接到放大器级的输入端子。再者，放大器级可以包括第一二极管和第二二极管。第一二极管可以耦接在n沟道晶体管的源极端子与第二有源器件的控制输入端之间。第二二极管可以耦接在p沟道晶体管的源极端子与第二有源器件的控制输入端之间。上述控制电路提供了良好的后向隔离特性，防止通过第二有源器件的非线性电容耦接到其输出端的任意高频电压到达其输入端。不管频率如何，施加在控制电路输出端的任意电压都不允许传播到其输入端。互补JFET源极跟随器将完成此项功能且提供良好扩展带宽。

控制电路还可以包括将n沟道晶体管的栅极端子和p沟道晶体管的栅极端子耦接到偏置电压的偏置电阻器。

根据另一实施方式，控制电路可以包括非互补缓冲器，尤其是在仅需要有限的带宽或小信号幅度的情况下。