[发明专利]一种补偿高频增益的达林顿电路

权利要求书

1.一种补偿高频增益的达林顿电路，包括晶体管Q1和Q2、偏置网络和偏置电路，所述晶体管Q1的基极连接基极偏置端DCbias，同时通过电容DCblock1连接交流输入端RFin；晶体管Q1的发射极连接晶体管Q2的基极，同时通过偏置网络接地；晶体管Q1的集电极与晶体管Q2的集电极共结，并通过扼流网络连接集电极偏置端V_CC，通过依次串联的电容DCblock2和负载阻抗Z_L接地；其特征在于：

在晶体管Q1集电极上串接具有时延功能的时延网络，使得Q1的输出信号经过所述时延网络后与晶体管Q2的集电极输出信号相位相同。

2.根据权利要求1所述的补偿高频增益的达林顿电路，其特征在于：所述时延网络采用电容、电感、传输线、有源器件中的一种或组合。

3.根据权利要求1所述的补偿高频增益的达林顿电路，其特征在于：所述时延网络为一段传输线TL，特征阻抗为Z0，电长度为θ＝βl。

4.根据权利要求1所述的补偿高频增益的达林顿电路，其特征在于：所述扼流网络采用电感、传输线中的一种或组合。

5.根据权利要求3所述的补偿高频增益的达林顿电路，其特征在于：所示偏置网络采用电阻、电容、电感、有源器件的一种或组合，为晶体管Q2提供合理偏置，同时进行阻抗匹配以及频率补偿。

6.根据权利要求1所述的补偿高频增益的达林顿电路，其特征在于：所述的晶体管Q1和Q2，采用单极型晶体管或双极型晶体管。

7.根据权利要求5所述的补偿高频增益的达林顿电路，其特征在于：达林顿电路满足三个假设：

(1)电路处于线性系统中，符合叠加原理；

(2)晶体管Q1和Q2的偏置状态相同、本征参数相同,即g_m1＝g_m2＝g_m，r_b'e1＝r_b'e2＝r_b'e，C_b'e1＝C_b'e2＝C_b'e；其中C_b'e为基极-发射极电容，r_b'e为基极-发射极电阻，g_m为跨导；

(3)晶体管的本征交流等效模型仅考虑输入电容C_b'e，忽略基极体电阻r_b'b和集电极-基极电容C_b'c；

根据传输线理论及戴维宁电路定理得到：

v_o＝A₁(1+Γ₀)

v′_o1＝A₁e^jβl(1+Γ₀e^-j2βl)

v₂＝(i_i1+g_m1i_i1Z₁-i_i2)R₁＝i_i2Z₂

i_o2＝-g_m2v₂

其中，

得到：

令βl＝θ，并且考虑到g_mr_b'e远大于1，r_b'e远大于R1，其中R1为偏置网络的等效电阻；可以得到：

Q1和Q2的集电极输出电流i_o1和i_o2的输出电流相位差异为：

设计合理的传输线特征阻抗Z₀及电长度θ，使其满足：

ωC_b′eR₁Z₀g_m-2ω²C_b′e²R₁Z_Ltanθ-2Z_Lg_mtanθ-ωC_b′eZ₀＝0

使i_o1和i_o2相位相同，得到最大的信号增益。