本發(fā)明涉及差分對管技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種差分放大器。

背景技術(shù)：

由差分對管組成的差分放大器是一種基本的信號放大器，在各類模擬信號處理電路中都有非常廣泛的應(yīng)用。

對于如圖1所示的基本的差分對放大器而言，其差分對管Q1和Q2的參數(shù)完全一致是最理想的狀況。但實(shí)際中由于差分對管的放大倍數(shù)和開啟電壓以及其它特性會存在個(gè)體差異，即便是同型號同批次的晶體管，參數(shù)也不可能完全相等。而這些特性的不匹配度越大，晶體管差分對的性能就與理想值、設(shè)計(jì)值相差越遠(yuǎn)，從而降低差分放大器的性能。目前為了控制差分對管的匹配度，實(shí)際應(yīng)用中通常會在裝機(jī)前(通常是常溫下)通過實(shí)驗(yàn)測出晶體管的參數(shù)，找出最相似的進(jìn)行配對。

這種做法能夠一定程度上控制差分對的匹配度，由于配對時(shí)的溫度與真正工作時(shí)的溫度(工作時(shí)差分對管本身會出現(xiàn)發(fā)熱，且工作時(shí)的環(huán)境溫度也會變化)不完全一致，所以依然易受到外界溫度影響，進(jìn)而劣化差分對的性能。同時(shí)，當(dāng)用于處理交流信號時(shí)，由于放大交流信號導(dǎo)致流過兩只晶體管的電流不均等，會導(dǎo)致兩只晶體管的發(fā)熱量出現(xiàn)不均等，進(jìn)而出現(xiàn)溫度差。溫度差越大，帶來的特性失配也越大，出現(xiàn)一個(gè)動態(tài)失調(diào)，這就導(dǎo)致輸出中產(chǎn)生一個(gè)與輸入信號不完全相關(guān)的寄生信號，產(chǎn)生熱致失真。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種差分放大器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中易受外界溫度影響和處理交流信號時(shí)容易產(chǎn)生熱致失真的問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案如下：

一種差分放大器，包括：第一晶體管、第二晶體管、第一電阻、第二電阻、伺服電路和發(fā)熱體；其中：

所述伺服電路連接于第一電源與所述發(fā)熱體之間，用于調(diào)節(jié)所述發(fā)熱體的輸出電流，進(jìn)而調(diào)節(jié)所述發(fā)熱體的發(fā)熱量；

所述發(fā)熱體的輸出端與所述第一晶體管的第一端和所述第二晶體管的第一端相連；所述發(fā)熱體用于根據(jù)所述輸出電流調(diào)節(jié)流經(jīng)所述第一晶體管和所述第二晶體管的電流，進(jìn)而調(diào)節(jié)所述第一晶體管和所述第二晶體管的發(fā)熱量；

所述第一晶體管的第二端為所述差分放大器的一個(gè)輸出端、通過所述第一電阻與第二電源相連；

所述第二晶體管的第二端為所述差分放大器的另一個(gè)輸出端、通過所述第二電阻與所述第二電源相連；

所述第一晶體管的控制端為所述差分放大器的一個(gè)輸入端；

所述第二晶體管的控制端為所述差分放大器的另一個(gè)輸入端。

優(yōu)選的，還包括：導(dǎo)熱板；所述第一晶體管、所述第二晶體管及所述發(fā)熱體均設(shè)置于所述導(dǎo)熱板上；且所述第一晶體管和所述第二晶體管設(shè)置于所述導(dǎo)熱板同一位置的兩面上。

優(yōu)選的，所述伺服電路還用于檢測并根據(jù)所述導(dǎo)熱板的溫度，調(diào)節(jié)所述發(fā)熱體的發(fā)熱量，使所述導(dǎo)熱板的溫度為預(yù)設(shè)值。

優(yōu)選的，所述發(fā)熱體為第三晶體管或者電阻。

優(yōu)選的，所述發(fā)熱體為第三晶體管，所述伺服電路包括：恒溫調(diào)節(jié)電路、第三電阻和第四電阻；

所述恒溫調(diào)節(jié)電路的輸入端與所述第三電阻的一端及所述第一電源相連；

所述恒溫調(diào)節(jié)電路的輸出端與所述第三晶體管的控制端和所述第四電阻的一端相連；

所述第三電阻的另一端與所述第三晶體管的第一端相連；

所述第四電阻另一端與所述第三晶體管的第二端相連。

優(yōu)選的，所述恒溫調(diào)節(jié)電路為二極管組；所述二極管組的陽極為所述恒溫調(diào)節(jié)電路的輸入端；所述二極管組的陰極為所述恒溫調(diào)節(jié)電路的輸出端；所述二極管組包括n個(gè)串聯(lián)的二極管，n為正整數(shù)。

優(yōu)選的，所述恒溫調(diào)節(jié)電路為負(fù)溫度系數(shù)電阻。

優(yōu)選的，所述導(dǎo)熱板為銅板、鋁板或者熱管。

優(yōu)選的，所述第一晶體管和所述第二晶體管為雙結(jié)型晶體管BJT、結(jié)型場效應(yīng)管JFET或者絕緣柵場效應(yīng)管MOSFET。

本申請?zhí)峁┑乃霾罘址糯笃鳎ㄟ^伺服電路調(diào)節(jié)發(fā)熱體的發(fā)熱量，并通過所述發(fā)熱體的輸出電流調(diào)節(jié)流經(jīng)第一晶體管和第二晶體管的電流，進(jìn)而調(diào)節(jié)所述第一晶體管和所述第二晶體管的發(fā)熱量；使得所述第一晶體管和所述第二晶體管組成的差分對管可以工作在所述伺服電路通過所述發(fā)熱體給定的溫度下；并且使得所述第一晶體管和所述第二晶體管可以為在上述給定的溫度下進(jìn)行參數(shù)測試后進(jìn)行配對的差分對管；避免了現(xiàn)有技術(shù)中環(huán)境溫度對于差分對管的匹配度影響。并且，當(dāng)所述差分放大器用于處理交流信號時(shí)，可以通過設(shè)定，使得由信號動態(tài)導(dǎo)致的溫度變化遠(yuǎn)小于所述伺服電路通過所述發(fā)熱體為差分對管提供的溫度，降低了熱致失真的影響。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)提供的一種差分放大器的電路圖；

圖2為本申請一實(shí)施例提供的一種差分放大器的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本申請另一實(shí)施例提供的另一差分放大器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本申請另一實(shí)施例提供的另一差分放大器的電路圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明提供了一種差分放大器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中易受外界溫度影響和處理交流信號時(shí)容易產(chǎn)生熱致失真的問題。

具體的，所述差分放大器，如圖2所示，包括：第一晶體管Q1、第二晶體管Q2、第一電阻R1、第二電阻R2、伺服電路101和發(fā)熱體102；其中：

伺服電路101連接于第一電源VCC與發(fā)熱體102之間；

發(fā)熱體102的輸出端與第一晶體管Q1的第一端和第二晶體管Q2的第一端相連；

第一晶體管Q1的第二端為所述差分放大器的一個(gè)輸出端、通過第一電阻R1與第二電源VEE相連；

第二晶體管Q2的第二端為所述差分放大器的另一個(gè)輸出端、通過第二電阻R2與所述第二電源相連；

第一晶體管Q1的控制端為所述差分放大器的一個(gè)輸入端；

第二晶體管Q2的控制端為所述差分放大器的另一個(gè)輸入端。

具體的工作原理為：

伺服電路101用于調(diào)節(jié)發(fā)熱體102輸出電流，進(jìn)而調(diào)節(jié)發(fā)熱體102的發(fā)熱量，發(fā)熱體102通過所述輸出電流調(diào)節(jié)流經(jīng)第一晶體管Q1和第二晶體管Q2的靜態(tài)偏置電流，進(jìn)而調(diào)節(jié)第一晶體管Q1和第二晶體管Q2的發(fā)熱量，控制第一晶體管Q1和第二晶體管Q2的溫度；為第一晶體管Q1和第二晶體管Q2確定了工作溫度，降低了環(huán)境溫度對第一晶體管Q1和第二晶體管Q2組成的差分對管的影響，使其匹配度基本不會再隨工作時(shí)的環(huán)境溫度而變化；同時(shí)，在選取匹配度高的差分對管時(shí)，可在與工作溫度相同的環(huán)境溫度下進(jìn)行測試和配對，進(jìn)一步提高了差分對管的匹配度。

并且，當(dāng)所述差分放大器用于處理交流信號時(shí)，可以通過設(shè)定，使得由信號動態(tài)導(dǎo)致的溫度變化遠(yuǎn)小于伺服電路101通過發(fā)熱體102為差分對管提供的溫度，降低了熱致失真的影響。

本實(shí)施例提供的所述差分放大器，通過上述工作原理使得第一晶體管Q1和第二晶體管Q2可以為在上述給定的溫度下進(jìn)行參數(shù)測試后進(jìn)行配對的差分對管；避免了現(xiàn)有技術(shù)中環(huán)境溫度對于差分對管的匹配度影響。并且，當(dāng)所述差分放大器用于處理交流信號時(shí)，可以通過設(shè)定降低熱致失真的影響。

另外，由于工作在線性區(qū)的半導(dǎo)體器件，溫度越高，其線性度越好，失真越小。因此，本實(shí)施例提供的所述差分放大器，通過增加的伺服電路101和發(fā)熱體102，使得第一晶體管Q1和第二晶體管Q2組成的工作溫度變得更高，在外圍其它參數(shù)不變的情況下，使所述差分放大電路能夠獲得更優(yōu)秀的線性度。

本發(fā)明另一具體的實(shí)施例中，在圖2的基礎(chǔ)之上，如圖3所示，所述差分放大器還包括：導(dǎo)熱板103；第一晶體管Q1、第二晶體管Q2及發(fā)熱體102均設(shè)置于導(dǎo)熱板103上；且第一晶體管Q1和第二晶體管Q2設(shè)置于導(dǎo)熱板103同一位置的兩面上。

如圖3所示，第一晶體管Q1和第二晶體管Q2背靠背鎖在導(dǎo)熱板103的同一個(gè)位置，可以確保兩者獲得最好的溫度一致性。

在具體的實(shí)際應(yīng)用中，導(dǎo)熱板103可以為銅板、鋁板或者熱管，也可以為其他導(dǎo)熱性能良好的物體，此處不做具體限定，能夠?yàn)榈谝痪w管Q1、第二晶體管Q2及發(fā)熱體102提供均熱功能的物體均在本申請的保護(hù)范圍內(nèi)。

具體的，第一晶體管Q1和第二晶體管Q2為BJT(Bipolar Junction Transistor，雙結(jié)型晶體管)、JFET(Junction Field-effect Transistor，結(jié)型場效應(yīng)管)或者M(jìn)OSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,絕緣柵場效應(yīng)管)等。此處也不做具體限定，可以視其具體的應(yīng)用環(huán)境而定，均在本申請的保護(hù)范圍內(nèi)。

具體的，發(fā)熱體102可以為第三晶體管或者電阻，也可以為其他能夠發(fā)熱的物體，此處也不做具體限定，可以視其具體的應(yīng)用環(huán)境而定，均在本申請的保護(hù)范圍內(nèi)。

本發(fā)明另一具體的實(shí)施例中，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)之上，如圖4所示，所述發(fā)熱體為第三晶體管Q3，所述伺服電路包括：恒溫調(diào)節(jié)電路、第三電阻R3和第四電阻R4；

所述恒溫調(diào)節(jié)電路的輸入端與第三電阻R3的一端及第一電源VCC相連；

所述恒溫調(diào)節(jié)電路的輸出端與第三晶體管Q3的控制端和第四電阻R4的一端相連；

第三電阻R3的另一端與第三晶體管Q3的第一端相連；

第四電阻R4另一端與第三晶體管Q3的第二端相連。

優(yōu)選的，如圖4所示，所述恒溫調(diào)節(jié)電路為二極管組；所述二極管組的陽極為所述恒溫調(diào)節(jié)電路的輸入端；所述二極管組的陰極為所述恒溫調(diào)節(jié)電路的輸出端；所述二極管組包括n個(gè)串聯(lián)的二極管，n為正整數(shù)。

具體的工作原理為：

第一晶體管Q1、第二晶體管Q2和第三晶體管Q3通過所述導(dǎo)熱板進(jìn)行熱耦合；第三晶體管Q3作為額外的發(fā)熱器件通過所述導(dǎo)熱板加熱第一晶體管Q1和第二晶體管Q2。

圖4所示的電路中，通過二極管組串聯(lián)產(chǎn)生的正向壓降n×Vf(Vf為單個(gè)二極管的導(dǎo)通壓降)可以得到預(yù)設(shè)的基準(zhǔn)電壓Vref；當(dāng)然，在具體的實(shí)際應(yīng)用中，也可以采用其他能夠產(chǎn)生穩(wěn)定電壓差的器件代替二極管組，此處僅為一種示例，并不一定限定于此，可以視其具體應(yīng)用環(huán)境而定。

根據(jù)圖4所示的電路連接關(guān)系可得，第三晶體管Q3的工作電流為Ibias＝(VCC-Vref-Vbe)÷R3；Vbe為第三晶體管Q3的基極和發(fā)射極之間的壓差；第一晶體管Q1和第二晶體管Q2的靜態(tài)工作電流為IQ1＝IQ2＝0.5×Ibias；第一晶體管Q1、第二晶體管Q2和第三晶體管Q3的熱功率之和為(VCC-VEE)×Ibias；因此，第三晶體管Q3的工作電流Ibias的大小決定了第一晶體管Q1、第二晶體管Q2和第三晶體管Q3的發(fā)熱量；而三者通過所述導(dǎo)熱板進(jìn)行熱耦合，因此實(shí)現(xiàn)了對于第一晶體管Q1和第二晶體管Q2的加溫控制。通過對于基準(zhǔn)電壓Vref和第三電阻R3的調(diào)整，可以實(shí)現(xiàn)對于第三晶體管Q3的工作電流為Ibias的調(diào)整，進(jìn)而控制第一晶體管Q1和第二晶體管Q2的溫度。

上述實(shí)施例中，所述伺服電路還用于檢測并根據(jù)導(dǎo)熱板103的溫度，調(diào)節(jié)所述發(fā)熱體的發(fā)熱量，使導(dǎo)熱板103的溫度為預(yù)設(shè)值，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對于第一晶體管Q1和第二晶體管Q2的恒溫控制。

如圖4所示，以所述恒溫調(diào)節(jié)電路為二極管組為例，由于二極管的導(dǎo)通壓降會隨著溫度的變高而小幅度降低。當(dāng)所述導(dǎo)熱板的溫度升高，加熱所述二極管組，使得所述二極管組的導(dǎo)通壓降下降，進(jìn)而使得第三晶體管Q3的工作電流Ibias下降，也即第一晶體管Q1、第二晶體管Q2和第三晶體管Q3的發(fā)熱量下降，所述導(dǎo)熱板上的溫度也會下降；經(jīng)過上述溫度負(fù)反饋的動態(tài)調(diào)節(jié)，最終會使得所述導(dǎo)熱板上的溫度穩(wěn)定在所述預(yù)設(shè)值附近。所述預(yù)設(shè)值由所述二極管組內(nèi)二極管的型號、n的取值和第三電阻R3的阻值共同決定。

或者，所述恒溫調(diào)節(jié)電路也可以為負(fù)溫度系數(shù)電阻?？梢砸暺渚唧w應(yīng)用環(huán)境而定，此處不做具體限定，均在本申請的保護(hù)范圍內(nèi)。

本發(fā)明中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實(shí)施例公開的裝置而言，由于其與實(shí)施例公開的方法相對應(yīng)，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法部分說明即可。

以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解或?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。