專利名稱：用于高功率的恒定電流達(dá)林頓電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)請(qǐng)求韓國(guó)專利申請(qǐng)No.10-2004-0085369的優(yōu)先權(quán)。
在韓國(guó)專利申請(qǐng)No.10-2003-0063551(題目為“Darlington circuit，push-pull power amplifier，and Integrated circuit device intowhich they are integrated(達(dá)林頓電路，推挽式功率放大器，和它們所集成到其中的集成電路設(shè)備)”)中公開(kāi)的恒定電流達(dá)林頓電路與用于低功率放大器中的技術(shù)有關(guān)。
以下將描述該技術(shù)。
圖2顯示了已經(jīng)在韓國(guó)專利申請(qǐng)No.10-2003-0063551(題目為“Darlington circuit，push-pull power amplifier，and Integratedcircuit device into which they are integrated達(dá)林頓電路，推挽式功率放大器，和它們所集成進(jìn)的集成電路設(shè)備”)中提出的電路，其中驅(qū)動(dòng)電流經(jīng)由晶體管Q22和恒定電壓源CV21流進(jìn)負(fù)載LD21以便驅(qū)動(dòng)負(fù)載LD21。在驅(qū)動(dòng)電流很大的高功率電路中，在串聯(lián)到負(fù)載的恒定電壓源CV21中消耗了很大的功率量。此外，驅(qū)動(dòng)電路的內(nèi)部電阻由于恒定電壓源CV21而增加，并且因此，用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載的驅(qū)動(dòng)功率被降低。
由于這些原因，需要一種用于高功率電路的恒定電流達(dá)林頓電路。
也就是說(shuō)，在韓國(guó)專利申請(qǐng)No.10-2003-0063551(題目為“Darlington circuit，push-pull power amplifier，and Integratedcircuit device into which they are integrated達(dá)林頓電路，推挽式功率放大器，和它們所集成進(jìn)的集成電路設(shè)備”)中公開(kāi)的恒定電流達(dá)林頓電路，是用于低功率電路的技術(shù)(定理1)，而在本發(fā)明中提出的技術(shù)是能夠用于高功率電路的技術(shù)(定理2)。雖然定理1和定理2的技術(shù)概念相同，但是可以看出它們的使用和目的是互相不同的。
背景技術(shù)：
使用圖2來(lái)描述用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載LD21的電路的運(yùn)行。
當(dāng)端子IN2的輸入信號(hào)增加時(shí)，電流ibe21相應(yīng)地增加，從而晶體管Q21的電流ice21也增加。大部分電流ice21通過(guò)電阻器R21，并且電阻器R21的兩端的電壓由于電流iR21而增加，從而提高了節(jié)點(diǎn)A的電壓。晶體管Q22的電流ibe22由于節(jié)點(diǎn)A的電壓的增加而增加，使得晶體管Q22的集電極電流ice22增加，并且在晶體管Q22的集電極和發(fā)射極之間的阻抗降低。因?yàn)檫B接到晶體管Q22的發(fā)射極的恒定電壓源CV21的兩端之間的電壓是恒定的，因此節(jié)點(diǎn)B的電勢(shì)由于負(fù)載LD21而增加，并且節(jié)點(diǎn)C的電勢(shì)也增加。隨著節(jié)點(diǎn)C的電勢(shì)增加，電阻器R21兩端之間的電壓降低，使得電流iR21降低并且電流ice21也降低，因此電流ice21被恢復(fù)為它之前的狀態(tài)(電阻器R21的恒定電流運(yùn)行)。在該情況下，電流ibe21也降低，因此被恢復(fù)為它之前的狀態(tài)。晶體管Q22執(zhí)行控制，使得電流ice21保持恒定。輸入信號(hào)的增加僅僅導(dǎo)致如下變化，其中節(jié)點(diǎn)B的電壓增加，并且負(fù)載LD21兩端之間的電壓增加。
在該情況下，當(dāng)流進(jìn)負(fù)載的電流量很大時(shí)，流進(jìn)恒定電壓源CV21的電流量也很大，使得由恒定電壓源CV21消耗的功率量也很大。此外，由于恒定電壓源CV21的內(nèi)部電阻，恒定電流達(dá)林頓電路的內(nèi)部電阻增加，并且因此，用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載的驅(qū)動(dòng)功率被降低。此外，恒定電壓源CV21的組件必須用于高功率電路，結(jié)果，高功率電路的尺寸及其組件的成本也增加了。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題當(dāng)圖2的電路用于高功率電路時(shí)，出現(xiàn)的問(wèn)題在于，功率損耗增加，用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載的功率很低，電路的尺寸很大，并且制造成本增加。因此，本發(fā)明的目的在于通過(guò)改進(jìn)用于高功率的恒定電流達(dá)林頓電路而克服這些問(wèn)題。
有利效果1、功率損耗低。
2、用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載的功率高。
3、生產(chǎn)成本低。
4、輸入阻抗高。
5、放大特征的線性非常好。


圖1是顯示本發(fā)明的高功率恒定電流達(dá)林頓電路的第一實(shí)施例的實(shí)例的示圖；圖2是顯示低功率恒定電流達(dá)林頓電路的實(shí)例的示圖；圖3是顯示采用本發(fā)明的高功率恒定電流達(dá)林頓電路的緩沖功率放大器的實(shí)例的示圖；圖4是顯示本發(fā)明的高功率恒定電流達(dá)林頓電路的第二實(shí)施例的實(shí)例的示圖。
具體實(shí)施例方式
對(duì)于第一實(shí)施例，圖1顯示了高功率恒定電流達(dá)林頓電路(以下稱為“恒定電流達(dá)林頓電路”)。
以下介紹圖1的結(jié)構(gòu)。
恒定電流達(dá)林頓電路包括輸入端子，其中，恒定電流達(dá)林頓電路的基極端子B(第一端子)連接到晶體管Q1的基極，晶體管Q1的發(fā)射極連接到電阻器R1的一端和晶體管Q2的基極，電阻器R1的另一端連接到晶體管Q3的發(fā)射極，恒定電流達(dá)林頓電路的集電極端子C(第二端子)連接到晶體管Q1的集電極和晶體管Q2的集電極，晶體管Q2的發(fā)射極連接到恒定電壓源CV1的一端，恒定電流達(dá)林頓電路的發(fā)射極端子E(第三端子)直接連接到負(fù)載LD1，恒定電壓源CV1的另一端連接到電阻器R2的一端和晶體管Q3的基極，并且恒定電流達(dá)林頓電路的端子E1(第四端子)連接到電阻器R2的另一端和晶體管Q3的集電極。
本發(fā)明實(shí)施方式在圖1中，恒定電流達(dá)林頓電路的特征在于，晶體管Q2的發(fā)射極直接連接到負(fù)載LD1，而不插入恒定電壓源CV1，并且當(dāng)其用于高功率電路時(shí)，功率損耗被最小化。在該情況下，串聯(lián)連接到恒定電壓源CV1的電阻器R2就是引起偏流流進(jìn)恒定電壓源CV2的電阻器，而晶體管Q3起到緩沖恒定電壓源CV1的電壓的作用，并使得流過(guò)晶體管Q1的發(fā)射極電阻器R1的電流流進(jìn)端子E1。
以下使用圖1來(lái)描述恒定電流達(dá)林頓電路的運(yùn)行。
當(dāng)端子IN1(恒定電流達(dá)林頓電路的端子B)的輸入信號(hào)增加時(shí)，那么電流ibe1增加，從而晶體管Q1的電流ice1增加。大部分電流ice1通過(guò)電阻器R1，并且電阻器R1的兩端之間的電壓由于電流iR1而增加；因此，節(jié)點(diǎn)A的電壓增加。由于節(jié)點(diǎn)A的電壓中的增加，晶體管Q2的電流ibe2也增加，使得晶體管Q2的集電極電流ice2也增加，晶體管Q2的集電極和發(fā)射極之間的阻抗降低，因此節(jié)點(diǎn)B的電壓增加。在該情況下，增加的電流ice2流進(jìn)連接到晶體管Q2的發(fā)射極的負(fù)載LD1，并且因此，負(fù)載LD1兩端之間的電壓增加。連接到晶體管Q2的發(fā)射極的恒定電壓源CV1兩端之間的電壓是恒定的，并且晶體管Q3的基極所連接到的節(jié)點(diǎn)C的電壓增加。晶體管Q3的發(fā)射極的電壓增加，使得連接到晶體管Q3發(fā)射極的電阻器R1的兩端之間的電壓降低；電流iR1降低，電流ice1也降低，因此，電流ice1被恢復(fù)為它之前的狀態(tài)(晶體管R1的恒定電流運(yùn)行)。在該情況下，電流ibe1也降低，因此被恢復(fù)為之前的狀態(tài)。晶體管Q2執(zhí)行控制，使得電流ice1保持恒定。輸入信號(hào)的增加僅僅導(dǎo)致如下變化，其中節(jié)點(diǎn)B的電壓增加而負(fù)載LD1的兩端之間的電壓增加。在該情況下，電流ice2直接流進(jìn)負(fù)載LD1，使得，即使當(dāng)大量電流流過(guò)時(shí)，功率損耗也很低，用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載的功率也很高。
第一實(shí)施例的特征在于，負(fù)載LD1直接連接到晶體管Q2的發(fā)射極，使得恒定電壓源CV1的電流容量可以是低的，電路的尺寸可以被減小，并且該電路的生產(chǎn)成本可以降低。
對(duì)于第二實(shí)施例，以下將描述圖4的結(jié)構(gòu)。
恒定電流達(dá)林頓電路包括輸入端子，其中恒定電流達(dá)林頓電路的基極端子B4(第一端子)連接到晶體管Q41的基極，晶體管Q41的發(fā)射極連接到電阻器R41的一端和晶體管Q42的基極，恒定電流達(dá)林頓電路的集電極端子C4(第二端子)連接到晶體管Q41的集電極和晶體管Q42的集電極，晶體管Q42的發(fā)射極連接到恒定電壓源CV41的一端，恒定電流達(dá)林頓電路的發(fā)射極端子E4(第三端子)直接連接到負(fù)載LD41，恒定電流達(dá)林頓電路的端子E41(第四端子)連接到恒定電壓源CV41的另一端、電阻器R41的一端和外部電阻器R42的一端。
在圖4中，恒定電流達(dá)林頓電路的特征在于，晶體管Q42的發(fā)射極直接連接到負(fù)載LD41，而不插入恒定電壓源CV41，并且當(dāng)其用于高功率電路時(shí)，功率的損耗被最小化。在該情況下，串聯(lián)連接到恒定電壓源CV41的電阻器R42，是用于引起偏流流過(guò)恒定電壓源CV41以及引起恒定電流流過(guò)電阻器R41的外部電阻。
以下將使用圖4來(lái)描述恒定電流達(dá)林頓電路的運(yùn)行。
當(dāng)端子IN41(恒定電流達(dá)林頓電路的端子B)的輸入信號(hào)增加時(shí)，電流ibe41增加，從而晶體管Q41的電流ice41也增加。大部分電流ice41通過(guò)電阻器R41，并且電阻器R41兩端之間的電壓由于電流iR41而增加；因此，節(jié)點(diǎn)A的電壓增加。晶體管Q42的電流ibe42由于節(jié)點(diǎn)A的電壓的增加而增加，使得集電極電流ice42也增加；晶體管Q42的集電極和發(fā)射極之間的阻抗降低，因此，節(jié)點(diǎn)B的電壓增加。在該情況下，增加的電流ice42流進(jìn)連接到晶體管Q42的發(fā)射極的負(fù)載LD1，因此負(fù)載LD41兩端之間的電壓增加。因?yàn)檫B接到晶體管Q42的發(fā)射極的恒定電壓源CV41的兩端之間的電壓是恒定的，所以節(jié)點(diǎn)C的電壓增加，并且電阻器R41的另一個(gè)端子的電壓增加，使得電阻器R41兩端之間的電壓降低，電流iR41降低，并且電流ice41也降低，因此電流ice41被恢復(fù)為其之前狀態(tài)(電阻器R41的恒定電流運(yùn)行)。在該情況下，電流ibe41也降低，并且因此被恢復(fù)為它之前的狀態(tài)。晶體管Q42執(zhí)行控制，使得電流ice41保持恒定。輸入信號(hào)的增加僅僅導(dǎo)致如下變化，其中節(jié)點(diǎn)B的電壓增加，并且負(fù)載LD41兩端之間的電壓增加。在該情況下，電流ice42直接流進(jìn)負(fù)載LD41，使得，即使當(dāng)流過(guò)大量電流時(shí)，功率損耗也很低并且用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載的功率也很高。
第二實(shí)施例的特征在于，負(fù)載LD41直接連接到晶體管Q42的發(fā)射極，使得恒定電壓源CV41的電流容量可以很低，電流的尺寸被減小，并且電路的生產(chǎn)成本可以很低。
本發(fā)明的第一實(shí)施例適合于以下情況，其中晶體管Q1的發(fā)射極電流的量在圖1的高功率電路中很大，而本發(fā)明的第二實(shí)施例適合于以下情況，其中晶體管Q41的發(fā)射極電流的量在圖4的高功率電路中很小。
上述本發(fā)明適合于用于功率放大器的輸出級(jí)器件中。
雖然，在本發(fā)明中，描述了由NPN晶體管形成的恒定電流達(dá)林頓電路，該電路可以由PNP晶體管形成。
雖然，在圖1中，電阻器R2由固定電阻來(lái)舉例說(shuō)明，但是可以使用恒定電流源代替電阻器R2。
圖3是采用本發(fā)明的高功率恒定電流達(dá)林頓電路的緩沖功率放大器的實(shí)例。在圖3中，附圖標(biāo)記CCDT31表示利用NPN晶體管的恒定電流達(dá)林頓電路，附圖標(biāo)記CCDT32表示利用PNP晶體管的恒定電流達(dá)林頓電路。
(按照條約第19條的修改)1.一種高功率恒定電流達(dá)林頓電路，包括輸入端子，其中，恒定電流達(dá)林頓電路的基極端子(B)(第一端子)連接到晶體管(Q1)的基極，晶體管(Q1)的發(fā)射極連接到電阻器(R1)的一端和晶體管(Q2)的基極，電阻器(R1)的另一端連接到晶體管(Q3)的發(fā)射極，恒定電流達(dá)林頓電路的集電極端子(C)(第二端子)連接到晶體管(Q1)的集電極和晶體管(Q2)的集電極，晶體管(Q2)的發(fā)射極連接到恒定電壓源(CV1)的一端和恒定電流達(dá)林頓電路的發(fā)射極端子(E)(第三端子)，恒定電壓源(CV1)的另一端連接到電阻器(R2)的一端和晶體管(Q3)的基極，并且恒定電流達(dá)林頓電路的端子(E1)(第四端子)連接到電阻器(R2)的另一端和晶體管(Q3)的集電極。
2.一種高功率恒定電流達(dá)林頓電路，包括輸入端子，其中恒定電流達(dá)林頓電路的基極端子(B4)(第一端子)連接到晶體管(Q41)的基極，晶體管(Q41)的發(fā)射極連接到電阻器(R41)的一端和晶體管(Q42)的基極，恒定電流達(dá)林頓電路的集電極端子(C4)(第二端子)連接到晶體管(Q41)的集電極和晶體管(Q42)的集電極，晶體管(Q42)的發(fā)射極連接到恒定電壓源(CV41)的一端和恒定電流達(dá)林頓電路的發(fā)射極端子(E4)(第三端子)，恒定電流達(dá)林頓電路的端子(E41)(第四端子)連接到恒定電壓源(CV41)的另一端、電阻器(R41)的另一端和外部電阻器(R42)的一端。
3.一種集成了權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體設(shè)備。
4.一種集成了權(quán)利要求2的結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體設(shè)備。
5.一種集成了權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體設(shè)備，其中使用恒定電流源代替電阻器R2。
權(quán)利要求
1.一種高功率恒定電流達(dá)林頓電路，包括輸入端子，其中，恒定電流達(dá)林頓電路的基極端子(B)(第一端子)連接到晶體管(Q1)的基極，晶體管(Q1)的發(fā)射極連接到電阻器(R1)的一端和晶體管(Q2)的基極，電阻器(R1)的另一端連接到晶體管(Q3)的發(fā)射極，恒定電流達(dá)林頓電路的集電極端子(C)(第二端子)連接到晶體管(Q1)的集電極和晶體管(Q2)的集電極，晶體管(Q2)的發(fā)射極連接到恒定電壓源(CV1)的一端，恒定電流達(dá)林頓電路的發(fā)射極端子(E)(第三端子)直接連接到負(fù)載(LD1)，恒定電壓源(CV1)的另一端連接到電阻器(R2)的一端和晶體管(Q3)的基極，并且恒定電流達(dá)林頓電路的端子(E1)(第四端子)連接到電阻器(R2)的另一端和晶體管(Q3)的集電極。
2.一種高功率恒定電流達(dá)林頓電路，包括輸入端子，其中恒定電流達(dá)林頓電路的基極端子(B4)(第一端子)連接到晶體管(Q41)的基極，晶體管(Q41)的發(fā)射極連接到電阻器(R41)的一端和晶體管(Q42)的基極，恒定電流達(dá)林頓電路的集電極端子(C4)(第二端子)連接到晶體管(Q41)的集電極和晶體管(Q42)的集電極，晶體管(Q42)的發(fā)射極連接到恒定電壓源(CV41)的一端，恒定電流達(dá)林頓電路的發(fā)射極端子(E4)(第三端子)直接連接到負(fù)載(LD41)，恒定電流達(dá)林頓電路的端子(E41)(第四端子)連接到恒定電壓源(CV41)的另一端、電阻器(R41)的另一端和外部電阻器(R42)的一端。
3.一種集成了權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體設(shè)備。
4.一種集成了權(quán)利要求2的結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體設(shè)備。
5.一種集成了權(quán)利要求1的結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體設(shè)備，其中使用恒定電流源代替電阻器R2。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高功率恒定電流達(dá)林頓電路，包括輸入端子，其中，恒定電流達(dá)林頓電路的基極端子(B)(第一端子)連接到晶體管(Q1)的基極，晶體管(Q1)的發(fā)射極連接到電阻器(R1)的一端和晶體管(Q2)的基極，電阻器(R1)的另一端連接到晶體管(Q3)的發(fā)射極，恒定電流達(dá)林頓電路的集電極端子(C)(第二端子)連接到晶體管(Q1)的集電極和晶體管(Q2)的集電極，晶體管(Q2)的發(fā)射極連接到恒定電壓源(CV1)的一端，恒定電流達(dá)林頓電路的發(fā)射極端子(E)(第三端子)直接連接到負(fù)載(LD1)，恒定電壓源(CV1)的另一端連接到電阻器(R2)的一端和晶體管(Q3)的基極，并且恒定電流達(dá)林頓電路的端子(E1)(第四端子)連接到電阻器(R2)的另一端和晶體管(Q3)的集電極，從而最小化輸出端子的功率損耗，本發(fā)明還公開(kāi)了一種集成了該結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體設(shè)備。
文檔編號(hào)H03F3/21GK101053150SQ200580037562
公開(kāi)日2007年10月10日 申請(qǐng)日期2005年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月6日
發(fā)明者秦玉相 申請(qǐng)人:秦玉相