[实用新型]一种补偿高频增益的达林顿电路

说明书

本实用新型公开了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RFC连接集电极偏置端VCC，通过依次串联的电容DCblock2和负载阻抗ZL接地；在晶体管Q1集电极上串接具有相位补偿功能的时延网络，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。本实用新型在晶体管Q1集电极上连接具有时延功能的网络，使得其具有相位补偿功能，使得Q1的输出信号经过该时延网络后可以与Q2的输出信号相位相同，以得到最大的信号增益。

技术领域

本实用新型涉及三极管驱动电路，特别涉及一种补偿高频增益的达林顿电路。

背景技术

达林顿复合管结构具有高电流增益、高输入阻抗、大带宽等特点，常用于设计宽带放大器。以BJT/HBT晶体管为例，达林顿复合管结构如图1所示，由晶体管Q1和Q2组成，Q1采用射极跟随器连接方式，其发射极与Q2的基极相连。

在低频时，Q1的集电极电流i_c1＝(1+β₁)i_b1；Q2的集电极电流i_c2＝(1+β₂)i_b2，其中i_b2＝β₁i_b1；达林顿电路的输出电流i_out＝-i_c1-i_c2＝-(1+β₁)i_b1-(1+β₂)β₁i_b1＝-(β₁+β₂+β₁β₂)i_b1。

随着频率的升高，晶体管的寄生电容对电路的影响不能忽略。为方便分析，假设晶体管Q1和Q2的性能参数一样，并且基极到发射极的信号时延为θe，基极到集电极的信号时延为θc。则i_c1＝(1+β₁)i_b1e^-jθc，i_c2＝(1+β₂)i_b2e^-jθc，其中i_b2＝β₁i_b1e^-jθe。可以看出，i_c1和i_c2存在相位差异e^-jθe，在输出端并不能实现最大的信号增益。

传统达林顿电路结构如图2所示，电路由晶体管Q1和发射极电阻R1、晶体管Q2和偏置电路组成，Z_L为负载阻抗，电容DCblock1和DCblock2起到隔直流的作用，电感RFC起到隔交流的作用，RFin为交流输入端，基极偏置由DCbias提供，集电极偏置为VCC。其交流等效电路如图3所示，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。

具体分析时，电路满足如下假设：

1、电路处于线性系统中，符合叠加原理；

2、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；

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。