專利名稱：基極接地晶體管放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基極接地晶體管放大器，特別是涉及一種具有顯著地改進了的噪聲系數(shù)(NF)的基極接地晶體管放大器。
根據(jù)放大器晶體管的接地形式而將大多數(shù)放大器大致地分成下述三種類型發(fā)射極接地放大器、基極接地放大器、和集電極接地(發(fā)射極-跟隨器)放大器。這三種不同類型的放大器呈現(xiàn)不同的工作特性并根據(jù)應(yīng)用而被適當?shù)厥褂谩?br> 圖5所示的電路構(gòu)型表示了在三種已知的放大器類型中的發(fā)射極接地放大器結(jié)構(gòu)的一個例子；圖中示出了作為該發(fā)射極接地放大器的-發(fā)射極接地差分晶體管放大器的結(jié)構(gòu)例子。
圖5中所示的發(fā)射極接地差分晶體管放大器包括有一對差動連接的晶體管對31和32、晶體管對31和32的負載電阻33和34、構(gòu)成一電流鏡電路(恒電流電路)的晶體管對35和36、一恒電流源37、一信號輸入端38、一信號輸出端39、和一工作電源40被差動連接的晶體管對31和32的基極被連接到信號輸入端38，其集電極被連接到集電極負載電阻33的一端和集電極負載電阻34的一端并且還被連接到信號輸出端39，并且其發(fā)射極被共同地連接到構(gòu)成該電流鏡電路的晶體管35的集電極。集電極負載電阻33的另一端和集電極負載電阻34的另一端被共同地連接到該工作電源40。在該電流鏡電路中，晶體管35和36的基極被共同地連接并且恒流源37的一終端被連接到被共同連接的基極上。晶體管35和36的發(fā)射極通過電阻被接地。該恒流源37的另一終端被直接接地。
在上述的電路構(gòu)型中，每當恒定電流從恒流源37提供給電流鏡電路時，流經(jīng)晶體管36的該電流值是根據(jù)該恒定電流的值而設(shè)定。而且，該電流鏡的作用使得流經(jīng)晶體管35的電流值下降。因為晶體管35的集電極是連接到晶體管對31和32共同連接的發(fā)射極，所以流經(jīng)晶體管35的下降電流被分開流經(jīng)晶體管對31和32，因而導致一工作偏置電流被加到晶體管對31和32。在該所描述的電路中，加在信號輸入端38上的一對稱放大高頻信號被提供到晶體管對31和32之間并且在它被提供到信號輸出端39作為一被放大的對稱高頻信號輸出之前通過晶體管對31和32進行差分放大。如果一非對稱信號加到該放大器或自該放大器輸出，則將一已知的非對稱-對稱變換器(未示出)或一對稱-非對稱變換器(未示出)連接到該信號輸入端38或信號輸出端39。
圖6是基極接地差分晶體管放大器結(jié)構(gòu)的第一個例子的電路構(gòu)型，它是基于圖5中所示的發(fā)射極接地差分晶體管放大器并且將其中的共發(fā)射極用共基極來替代。
這樣一種基極接地差分晶體管放大器使用了低輸入阻抗、高輸出阻抗、并且響應(yīng)于該基極接地晶體管放大器所特有的大輸入而有很好的失真特性；它已經(jīng)由本發(fā)明的發(fā)明者們先于本發(fā)明而設(shè)計出來了。
在圖6中，標號41和42指明了一對被差動連接的晶體管；標號43和44指明了晶體管對41和42的發(fā)射極電阻；和標號45指明了一基極偏置電源。其余的組成元件與圖5中所給出的相同標號是相同的。
晶體管對41和42的發(fā)射極被連接到信號輸入端38；基極被連接到該基極偏置電源46；和集電極被連接到該集電極負載電阻33的一端和集電極負載電阻34的一端并且還被連接到信號輸出端39。構(gòu)成電流鏡電路(恒流電路)的晶體管35的集電極通過發(fā)射極電阻43和44而被連接到晶體管41和42的發(fā)射極。該電路構(gòu)型的其余部分是與圖5所示的差分放大器的其余部分相同的。該發(fā)射極電阻43和44的阻值的設(shè)置使得流經(jīng)晶體管35的電流是對稱流入晶體管對41和42并被耦合到晶體管對41和42的發(fā)射極而不減小加到該發(fā)射極的對稱信號。
如同已經(jīng)所述的，除了在晶體管對41和42中該信號放大由共發(fā)射極放大變?yōu)楣不鶚O放大之外，根據(jù)第一例子的基極接地差分晶體管放大器的工作與圖5所示的發(fā)射極接地差分晶體管放大器的工作是相同的。這里，將省略對第一例子中的基極接地差分晶體管放大器的工作的說明。
圖7示出了該基極接地晶體管差分放大器結(jié)構(gòu)的第二個例子的電路構(gòu)型圖，該電路除了具有共基極而不是共發(fā)射極的特點之外均類似于如圖5所示的發(fā)射極接地差分晶體管放大器。
為了利用上述基極接地晶體管放大器的優(yōu)良的特性，該第二個例子已先于本發(fā)明而由本發(fā)明的發(fā)明人等設(shè)計出來了。
在圖7中，標號46表明一第二晶體管和標號47表明一第三晶體管，它們構(gòu)成了該電流鏡電路(恒電流電路)。其它的與圖5和圖6中所示相同的部件元件被標以相同的標號。
該電流鏡電路是由第一晶體管36和第二及第三晶體管46和47所構(gòu)成，第二及第三晶體管的基極共同與第一晶體管的基極相連。第二晶體管46的集電極通過發(fā)射極電阻43被連接到晶體管41的發(fā)射極；第三晶體管47的集電極通過發(fā)射極電阻44被連接到晶體管42的發(fā)射極。該電路構(gòu)型的其余部分與圖6所示的第一個例子中的基極接地差分放大器的其余部分是相同的。
除了該電流鏡電路的構(gòu)型之外，按照該第二個例子的基極接地差分晶體管放大器的工作是與圖6所示的基極接地差分晶體管放大器相同的。這里，省略了對第二個例子中的基極接地差分晶體管放大器的工作的說明。
一晶體管放大器的噪聲系數(shù)(NF)通常是與由用于該放大器的晶體管或電阻所產(chǎn)生的噪聲電壓有關(guān)的。更詳細地說，只要當電流流經(jīng)該晶體管或電阻時，能量被消耗并出現(xiàn)一噪聲電壓。這就導致了該放大器的NF惡化。
在圖5中所示的該已知發(fā)射極接地差分晶體管放大器中，由該恒流電路的晶體管35所產(chǎn)生的噪聲電壓以相同相位加到晶體管對31和32的發(fā)射極并以相同相位自其集電極輸出。因此，在該集電極之間沒有噪聲電壓出現(xiàn)。
但是，在根據(jù)圖6所示的第一個例子的基極接地差分晶體管放大器中，由該恒流電路的晶體管35所產(chǎn)生的噪聲電壓被以相同相位加到晶體管對41和42的發(fā)射極。因此，如像在圖5中所示的已知發(fā)射極接地差分晶體管放大器的情況一樣，雖然相應(yīng)于來自晶體管35的噪聲電壓的一噪聲電壓并不出現(xiàn)在該集電極之間，但是基于自與晶體管對41和42相連的發(fā)射極電阻43和44所產(chǎn)生的噪聲電壓的一噪聲電壓則出現(xiàn)在晶體管對41和42的集電極之間。更詳細地說，在發(fā)射極電阻43和44中分別出現(xiàn)的由熱噪聲所引起的噪聲電壓沒有建立在各自的發(fā)射極電阻中所出現(xiàn)的噪聲電壓所遵守的相位關(guān)系。這就是說，通過晶體管對41和42所放大的噪聲電壓不是同相位的。因此，甚至當該平衡-非平衡轉(zhuǎn)換類型或平衡-非平衡轉(zhuǎn)換類型高頻變換器連接到該信號輸出端39時，該噪聲電壓也不可能被抵消或被防止。
同樣，在圖7中所示的根據(jù)第二例子的基極接地差分晶體管放大器，它也不可能防止由該恒流電路的晶體管46和47所產(chǎn)生的噪聲電壓和自晶體管對41和42的集電極之間所出現(xiàn)的由發(fā)射極電阻43和44所產(chǎn)生的噪聲電壓。換句話說，由該恒流電路的晶體管46和47所引起的噪聲電壓和由發(fā)射極電阻43和44所引起的噪聲電壓均是各自不相關(guān)的并且在該噪聲電壓之中不存在所建立的相位關(guān)系。為此，甚至當該平衡-非平衡轉(zhuǎn)換類型高頻變換器加到該信號輸出端39時該噪聲電壓也不可能被抵消或被防止。
本發(fā)明所提出的觀點有助于解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠幾乎完全抵消在一恒流電路的一晶體管中所產(chǎn)生的噪聲電壓從而實現(xiàn)一極低噪聲系數(shù)的基極接地晶體管放大器。
為此目的，根據(jù)本發(fā)明所提供的一種基極接地晶體管放大器包括有一晶體管對，其中該基極在高頻上被接地，該發(fā)射極接收信號，和其集電極送出放大的信號；在該晶體管對的發(fā)射極之間被串接并且具有幾乎相同電感值的一第一線圈和一第二線圈；和一恒流電路，該電路連接到第一和第二線圈的結(jié)點并使—工作偏置電流流經(jīng)該晶體管對。
根據(jù)上述裝置，在構(gòu)成該恒流電路的一晶體管中所產(chǎn)生的噪聲電壓通過第一和第二線圈從該第一和第二線圈的結(jié)點提供給該晶體管對的發(fā)射極。因為該第一和第二線圈的電感量幾乎是相同的，所以被提供給該晶體管對的發(fā)射極的噪聲電壓是相同的。因而，即使提供給該發(fā)射極的噪聲電壓是經(jīng)該晶體管對而被放大并且該噪聲電壓是在其集電極上所產(chǎn)生的，但由于該噪聲電壓是同相的所以它們并不在該集電極間出現(xiàn)。
進一步根據(jù)上述的裝置，被連接到該晶體管對的發(fā)射極的發(fā)射極電阻中沒有DC電流流過。因此，由一發(fā)射極電阻所產(chǎn)生的噪聲電壓不加到該晶體管的發(fā)射極并且在該晶體管對的集電極兩端沒有這種噪聲電壓出現(xiàn)，這樣就能實現(xiàn)提供一極低的噪聲系數(shù)。


圖1是表明根據(jù)本發(fā)明的一基極接地晶體管放大器的第一實施例的結(jié)構(gòu)的一電路構(gòu)型圖；圖2是表明根據(jù)該實施例在該基極接地晶體管放大器中的噪聲系數(shù)的一特性圖；圖3是表明根據(jù)本發(fā)明的一基極接地晶體管放大器的第二實施例的結(jié)構(gòu)的一電路構(gòu)型圖；圖4是表明根據(jù)本發(fā)明的一基極接地晶體管放大器的第三實施例的結(jié)構(gòu)的一電路構(gòu)型圖；圖5是表明一已知的發(fā)射極接地差分晶體管放大器的結(jié)構(gòu)的一個例子的一電路構(gòu)型圖；圖6是表明先于根據(jù)本發(fā)明的基極接地晶體管放大器所作出的基極接地差分晶體管放大器結(jié)構(gòu)的第一個例子的一電路構(gòu)型圖；和圖7是表明先于根據(jù)本發(fā)明的基極接地晶體管放大器所作出的基極接地差分晶體管放大器結(jié)構(gòu)的第二個例子的一電路構(gòu)型圖。
下面結(jié)合附圖將對本發(fā)明的實施例作詳細的說明。
圖1是表明根據(jù)本發(fā)明的一基極接地晶體管放大器的第一實施例結(jié)構(gòu)的一電路構(gòu)型圖。
圖1中所示的該基板接地晶體管放大器包括有一對放大晶體管1和2、一對緩沖晶體管3和4、第一和第二集電極負載電阻5和6、構(gòu)成一電流鏡電路(恒流電路)的第一和第二晶體管7和8、一恒流源9、一用于連接非對稱一對稱轉(zhuǎn)換的輸入高頻變換器10、一初級繞組10p、一次級繞組10s、一中心抽頭10t、一半繞組10h1和10h2、一用于連接對稱一非對稱轉(zhuǎn)換的輸出高頻變換器11、一初級繞組11p、一次級繞組11s、第一和第二基極偏置電源12和13、一工作電源14、一信號輸入端15、一信號輸出端16、第一和第二旁路電容17和18、以及第一和第二耦合電容19和20。
該放大晶體管對1和2的發(fā)射極被連接到信號輸入端15，基極被共同連接到第一基極偏置電源12的一端和第一旁路電容17的一端，集電極被連接到緩沖晶體管對3和4的發(fā)射極。該緩沖晶體管對3和4的基極被共同連接到第二基極偏置電源13的一端和第二旁路電容18的一端。晶體管3的集電極被連接到第一集電極負載電阻5的一端和第一耦合電容19的一端。晶體管4的集電極被連接到第二集電極負載電阻6的一端和第二耦合電容20的一端。晶體管對1和2由具有相對大的發(fā)射極的晶體管所構(gòu)成，反之緩沖晶體管對3和4由具有相對小的發(fā)射極的晶體管所構(gòu)成。對于該電流鏡電路共同被連接的是第一和第二晶體管7和8的基極，并且與共同被連接的基極相連接的是第二晶體管8的集電極和恒流源9的一端。在該輸入高頻變換器10中，該初級繞組10p的一端被連接到一非平衡信號輸入端21和它的其余的一端與地相連。第二繞組10s的二端被連接到信號輸入端15，其中心抽頭10t被連接到該電流鏡電路的第一晶體管7的集電極。在輸出高頻變換器11中，初級繞組11p的兩端被連接到第一耦合電容19的另一端和第二耦合電容20的另一端；次級繞組11s的一端被連接到一非平衡信號輸出端22和它的另一端被接地。第一和第二集電極電阻5和6的另一端被接到工作電源14的一端。恒流源9的另一端、第一和第二基極偏置電源12和13的另一端、以及工作電源14的另一端均接地。
下面將說明具有上述構(gòu)型的第一實施例的基極接地晶體管放大器的工作。
當一恒定電流從該恒流源9被提供給電流鏡電路時，流經(jīng)第二晶體管8的電流值根椐該恒定電流的值而被設(shè)定并且流經(jīng)第一晶體管7的下降電流也由該電流鏡性能而設(shè)定。流經(jīng)第一晶體管7的下降電流使得該電流從工作電源14流向第一集電極電阻5、緩沖晶體管3的集電極/發(fā)射極通路、放大晶體管1的集電極/發(fā)射極通路、和次級繞組10s的一半繞組10h1并且該電流還從工作電源14流向第二集電極電阻6、緩沖晶體管4的集電極/發(fā)射極通路、放大晶體管2的集電極/發(fā)射極通路、和次級繞組10s的一半繞組10h2、流經(jīng)與第一晶體管7的集電極相連的輸入高頻變換器10的次級繞組10s的中心抽頭10t。這就使得該工作偏置電流被加到放大晶體管對1和2以及晶體管對3和4。
當一非對稱高頻信號被提供給該非對稱信號輸入端21時，隨著這樣一種工作電流的設(shè)置，在該對稱高頻信號通過信號輸入端15被提供給放大晶體管對1和2的發(fā)射極之前，該非對稱高頻信號通過輸入高頻變換器10被轉(zhuǎn)換成一對稱高頻信號。隨后，該對稱高頻信號經(jīng)被接成基極接地模式的晶體管對1和2而被放大，并且在被放大的信號被提供給所跟隨的緩沖晶體管3和4的發(fā)射極之前被送出到其集電極。被放大的對稱高頻信號通過被接成基極接地模式的緩沖晶體管對3和4被進一步放大并被提供給其集電極并且通過第一和第二耦合電容19和20而加到高頻變換器11。在非對稱高頻信號被提供給該非對稱信號輸出端22之前，被放大的對稱高頻信號通過高頻變換器11被轉(zhuǎn)換回非對稱高頻信號。
在這樣的高頻信號放大期間，由該電流鏡電路的第一晶體管7所產(chǎn)生的噪聲電壓被自該第一晶體管7的集電極提供給該輸入高頻變換器10的次級繞組10s的中心抽頭10t；基于該晶體管7的噪聲電壓的噪聲電流流經(jīng)該次級繞組10s的兩個一半繞組10h1和10h2。由于該兩個一半繞組10h1和10h2的匝數(shù)相同并且其電感值也因而相同，所以流經(jīng)該兩個一半繞組10h1和10h2的噪聲電流使得在該輸入高頻變換器10的次級繞組10s的兩端呈現(xiàn)出同相噪聲電壓。因而，來自該晶體管7的噪聲電壓以同相位的形式加到晶體管對1和2的發(fā)射極。該噪聲電壓通過晶體管對1和2及緩沖晶體管對3和4而被放大并到達緩沖晶體管對3和4而被放大并到達緩沖晶體管對3和4的集電極；但是，由于在該緩沖晶體管3的集電極上所出現(xiàn)的噪聲電壓是與在緩沖晶體管4的集電極上所出現(xiàn)的噪聲電壓同相的，因而在它們的集電極兩端并不呈現(xiàn)噪聲電壓。所以，當通過該緩沖晶體管對的集電極給出一對稱信號時，該噪聲電壓被抵消而使在該輸出端沒有噪聲電壓出現(xiàn)。為了取出一非對稱模式的信號而在該非對稱信號輸出端22不會引起一噪聲電壓的出現(xiàn)，該信號將通過如圖1所示以對稱—非對稱轉(zhuǎn)換模式連接的輸出高頻變換10而被取出。
在該第一實施例中，晶體管對1和2的發(fā)射極通過輸入高頻變換器10的次級繞組10s而被連接到晶體管7的集電極。在這種情況中，由于在次級繞組10s沒有消耗功率并且沒有消耗功率的發(fā)射極電阻與晶體管對1和2的發(fā)射極相連，所以不產(chǎn)生噪聲電壓。為此，在由該第一實施例的基極接地差分晶體管放大中可以降低NF。根據(jù)圖6中的第一個例子或圖7中的第二個例子的該基極接地差分晶體管放大器不能得到這個噪聲控制效果；僅僅該第一實施例的基極接地差分晶體管放大器提供了這種效果。
參見圖2中所示的特性曲線，該第一實施例的基極接地晶體管放大器的NF由特性曲線a指明。為了比較的目的，圖7所示的第二個例子的基極接地晶體管差分放大器的NF由特性曲線b指明。
在圖2中縱坐標軸表明了該NF而橫坐標軸表明了信號源阻抗(Rs)。曲線a表示了第一實施例的基極接地晶體管放大器的特性而曲線上表示了第二例子的基極接地晶體管差分放大器的特性。
理論上指出一放大器的NF通常主要取決于信號源阻抗Rs、放大器的輸入阻抗(Zin)和放大器的等效噪聲電阻(Rn)。該第一實施例的基極接地晶體管放大器將不直接與圖5所示的已知發(fā)射極接地晶體管差分放大器或圖6所示的第一個例子的基極接地晶體管差分放大器進行比較，這是因為它們的放大器輸入阻抗(Zin)、放大器等效噪聲電阻(Rn)以及其它的系數(shù)是不相同的緣故。
盡管如此，該第一實施例的基極接地晶體管放大器和圖7所示第二個例子的基極接地晶體管差分放大器之間的比較仍有如下的說明。如圖2所示，在該第一實施例的基極接地晶體管放大器和根據(jù)第二個例子的基極接地晶體管差分放大器之間當該信號源陰抗(Rs)為數(shù)十歐姆(Ω)或較小時所觀察到的NF沒有明顯的改善；但是，當該信號源阻抗(Rs)超過數(shù)十歐姆(Ω)時根據(jù)該第二個例子的基極接地晶體管差分放大器的NF則有引人注目的改善。
如上所述，在該第一實施例中放大晶體管對1和2是相對地大。根據(jù)晶體管的一般規(guī)則，大晶體管中的噪聲比小晶體管中的噪聲要小，所以放大晶體管1和2中的噪聲要小些，因而能用一小的NF進行放大。
另一方面，使用相對大的放大晶體管1和2與放大晶體管1和2的原來的連接電容相比較伴隨有相對大的集電極寄生電容。將該集電極負載電阻5和6直接連接到具有大的集電極寄生電容的該放大晶體管的集電極則會產(chǎn)生取決于集電極負載電阻5和6的大的時間常數(shù)和大的集電極寄生電容，這就使實現(xiàn)具有好的高頻特性的放大特性產(chǎn)生了困難。
該第一實施例除了放大晶體管1和2之外還包括有相對小的緩沖晶體管3和4；該相對小的晶體管3和4相應(yīng)地提供了相對小的集電極電容。這就能得到一由集電極負載5和6以及集電極寄生電容所確定的小的時間常數(shù)值。在這種情況中，放大晶體管1和2的集電極被耦合到緩沖晶體管3和4的發(fā)射極，通常會導致相對小的發(fā)射極阻抗，這就允許實施具有好的頻率特性的放大。
因此，根據(jù)該第一實施例，放大晶體管對1和2的發(fā)射極僅接收來自構(gòu)成該恒流電路的晶體管7的噪聲信號并且其噪聲電壓在放大晶體管1和2的集電極之間被抵消并且該噪聲電壓在輸出端很難出現(xiàn)。結(jié)果，該噪聲可以被控制到足夠低的電平并且可以實施具有好的高頻特性的放大。
該第一實施例涉及其中緩沖晶體管對3和4被連接到放大晶體管對1和2的輸出端的例子。但是，本發(fā)明不限于具有這種構(gòu)型的例子；它還可以被應(yīng)用于其中使用了相對小的放大晶體管對的情況。另外，當可獲得相對小的集電極寄生電容特性或頻率特性的變壞可以允許在一定程度或在其它類似情況時，則如果可能的話緩沖晶體管對3和4可以省略并且放大晶體管對1和2可以連接到集電極負載電阻5和6。
另外，在該第一實施例中，在該非平衡高頻信號從該非平衡信號輸出端22輸出之前，該平衡高頻信號通過輸出高頻變換器11被轉(zhuǎn)換成非平衡高頻信號。但是，本發(fā)明并不僅限于這種構(gòu)型，它還可以應(yīng)用一種不同的構(gòu)型中，在這種構(gòu)型中該輸出高頻變換器11被省略掉，并且該平衡高頻信號被加到信號輸出端16，以便該平衡高頻信號可通過該信號輸出端16而輸出。
此外，該第一實施例使用了用于該輸入高頻變換器10的非平衡—平衡變換器和用于該輸出高頻變換器11的平衡—平衡變換器。但是，本發(fā)明并不被限制于這樣一種構(gòu)型；它還可以應(yīng)用一種不同的構(gòu)型，在這種構(gòu)型中該平衡—非平衡變換器被使用于該輸入高頻變換器10和/或輸出高頻變換器11。
為了使基極接地晶體管對的電流工作點穩(wěn)定而克服該晶體管的基極/發(fā)射極電壓和電流特性的變化，可以在該基極接地晶體管對的發(fā)射極和輸入高頻變換器的次級繞組之間插入一小電阻值的電阻作為一鎮(zhèn)流電阻。這種電阻不象在圖6中所示的需要提供相對大電阻值的電阻43和44，而不需要具有一大的電阻值。但是，在這種情況中，需要注意的事實是雖然由于較小的電阻值而使所產(chǎn)生的噪聲可以降低到一較低值但該噪聲仍輕微地增加。
圖3是表示根據(jù)本發(fā)明的基極接地晶體管放大器的第二實施例結(jié)構(gòu)的電路構(gòu)型圖。該第二實施例使用了第一和第二線圈來代替該輸入高頻變換器10。
在圖3中，標號23表明了該第一線圈，標號24表明了其電感值和第一線圈23相同的第二線圈、和標號25表明了第一線圈23和第二線圈24的結(jié)節(jié)。另外與圖1中的組成元件相同的組成元件被賦予相同的標號。
該第二實施例與第一實施例的不同僅是第二實施例提供了第一和第二線圈23和24，而第一實施例提供了包括有中心抽頭10t的次級繞組10s的輸入高頻變換器10。在該第二實施例和第一實施例之間不存在有其它的結(jié)構(gòu)不同之處；因此，對第二實施例的結(jié)構(gòu)的說明將不再給出。
第二實施例的工作和優(yōu)點與上述第一實施例幾乎相同；因此，不進一步對其工作和優(yōu)點進行說明。但是，應(yīng)注意的是，由于第二實施例不需要輸入高頻變換器10，所以第二實施例增加了一個優(yōu)點是根據(jù)第二實施例的基極接地差分晶體管放大器的成本要低于根據(jù)第一實施例的基極接地差分晶體管放大器的成本。
一單個的中心抽頭型線圈可代替該第一線圈23、第二線圈24、和結(jié)點25。當使用這種中心抽頭類型線圈時，在第一線圈23和第二線圈24之間的互連被增強了。其結(jié)果，正象第一實施例那樣，來自構(gòu)成該恒流電路的晶體管7的噪聲可以較好的對稱加到基極接地晶體管1和2的發(fā)射極，使得噪聲可以出現(xiàn)在該信號輸出端16兩端并且使信號輸出端16的平衡更好。換句話說，雖然該線圈結(jié)構(gòu)稍為更復雜一點，但使用該中心抽頭型線圈可以得到更好的NF特性。
圖4是表明根據(jù)本發(fā)明的基極接地晶體管放大器的第三實施例結(jié)構(gòu)的電路構(gòu)型圖；它示出的例子中一電容與第一線圈23和第二線圈24并聯(lián)連接。
在圖4中，標號26表明一電容和標號27表明一并聯(lián)諧振電路。其它與圖1所示的組成元件相同的組成元件被賦予相同的標號。
在結(jié)構(gòu)上，第三實施例與第二實施例不同之處僅是在第三實施例中提供了一由串聯(lián)連接的第一線圈23和第二線圈24和與上述線圈并聯(lián)連接的電容26所構(gòu)成的并聯(lián)諧振電路。在第三實施例和第二實施例之間不存在有其它的結(jié)構(gòu)上的不同之處；因而不再進一步說明第三實施例的結(jié)構(gòu)。
第三實施例的工作和優(yōu)點與上述第二實施例幾乎是相同的；因而不再進一步對它的工作和優(yōu)點進行說明。但是，應(yīng)注意的是，第三實施例提供了第二實施例所不具備的如下優(yōu)點設(shè)置了由第一和第二線圈23和24以及電容26所構(gòu)成的并聯(lián)諧振電路27的諧振頻率使得它等效于加到晶體管對1和2的發(fā)射極的信號的頻率使得僅僅該信號元件被有效地加到晶體管對1和2的發(fā)射極上成為可能，因此，在該晶體管對1和2中得到了較高的放大效率。
在這種情況中，一平衡信號可以被加到該并聯(lián)諧振電路27的兩端或一非平衡信號可被提供給該并聯(lián)諧振電路27的一端，而其另一端接地。
因而，如上所述，根據(jù)本發(fā)明，由構(gòu)成該恒流電路的晶體管7所產(chǎn)生的噪聲電壓通過第一和第二線圈23和24被加到晶體管對1和2的發(fā)射極，隨后在它自其集電極輸出之前通過晶體管1和2被放大。但是，加到該發(fā)射極的噪聲電壓具有同相的關(guān)系并且輸出到各自的集電極的噪聲電壓還帶有同相的關(guān)系；因此，在晶體管對1和2的兩端不出現(xiàn)噪聲電壓。因而在該基極接地差分晶體管放大器中存在有可實現(xiàn)NF引人注目地降低的優(yōu)點。
進一步根據(jù)本發(fā)明，因為不存在有通過發(fā)射極電阻而使DC電流流入晶體管對1和2的發(fā)射極，所以由這樣一個發(fā)射極電阻所產(chǎn)生的噪聲電壓不會加到晶體管對1和2的發(fā)射極。這個構(gòu)思還導致了在一基極接地差分晶體管放大器中具有可實現(xiàn)NF顯著降低的優(yōu)點。
在這種情況中，提供了具有串聯(lián)連接的第一和第二線圈23和24的晶體管對1和2的發(fā)射極排除了高成本非平衡—平衡轉(zhuǎn)換型高頻變換器10的必要。這就提供了一個在其中可實現(xiàn)低成本基極接地晶體管放大器的優(yōu)點。作為另外的增加的優(yōu)點，通過減少不必要的信號使得僅僅一所需的信號可被加到晶體管對1和2各自的發(fā)射極而保證了有效的放大。
權(quán)利要求
1.一種基極接地晶體管放大器，包括一晶體管對，其中其基極在高頻下接地，其發(fā)射極接收信號，和其集電極送出放大的信號；被串聯(lián)連接在所述晶體管對之間的其電感值幾乎相同的一第一線圈和一第二線圈；和被接到所述第一和第二線圈的結(jié)點并導致一工作偏置電流流經(jīng)所述晶體管對的一恒流電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基極接地晶體管放大器，其中所述第一和第二線圈被串聯(lián)連接提供一裝備有用于一高頻變換器的一中心抽頭的次級繞組，所述恒流電路與所述中心抽頭相連接，并且一被加到所述高頻變換器的初級繞組的信號被提供給所述晶體管對的發(fā)射極。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基極接地晶體管放大器，其中所述高頻變換器被連接用于非平衡—平衡轉(zhuǎn)換。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基極接地晶體管放大器，其中一電容被并聯(lián)連接到被串聯(lián)連接的所述第一和第二線圈，并且被串聯(lián)連接的所述第一和第二線圈和所述電容構(gòu)成一并聯(lián)諧振電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基極接地晶體管放大器，其中所述信號僅被加到所述晶體管對的一個晶體管的發(fā)射極。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種基極接地晶體管放大器，其中所述并聯(lián)諧振電路的構(gòu)型使得它具有與所述的信號頻率幾乎一致的諧振頻率。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基極接地晶體管放大器，其中其基極在一高頻上接地的緩沖晶體管對的發(fā)射極被連接到所述晶體管對的集電極并且通過所述晶體管對的集電極將該信號送出。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基極接地晶體管放大器，其中平衡信號通過所述緩沖晶體管對的集電極被送出。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基極接地晶體管放大器，其中非平衡信號是通過所述緩沖晶體管對的集電極被送出。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種基極接地晶體管放大器，其中所述緩沖晶體管對通過一連接到其集電極的一非平衡—平衡轉(zhuǎn)換型高頻變換器發(fā)出信號。
全文摘要
一種能抵消在恒流電路的晶體管中產(chǎn)生的噪聲電壓以提供極低的噪聲系數(shù)的基極接地晶體管放大器，包括一晶體管對，其基極在高頻上接地，集電極被耦合到信號輸出端；一高頻變換器，包括被連接到信號輸入端的初級繞組和由中心抽頭等分的次級繞組；一恒流電路，它被連接到次級繞組的中心抽頭并使偏置電流流經(jīng)晶體管對。在此情況下，通過次級繞組在晶體管中所產(chǎn)生的噪聲電壓被送到晶體管對的發(fā)射極；因而無噪聲電壓出現(xiàn)。
文檔編號H03F1/26GK1127443SQ9511683
公開日1996年7月24日 申請日期1995年9月18日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月19日
發(fā)明者岡崎三也, 遠藤武文, 渡邊一雄 申請人:阿爾卑斯電氣株式會社, 株式會社日立制作所