专利名称：放大电路的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种放大电路。
背景技术：
已知一种特别是由两个双极性晶体管，例如两个npn晶体管或者两个pnp晶体管组成的共射-共基放大器(cascode)，其中该两个晶体管中的第一个的集电极与该两个晶体管中的第二个的发射极连接。
共射-共基放大器多数在图2所示的下面描述的标准电路布局中运行。第一晶体管Q1′的发射极接地(发射极电路)，而同时输入信号出现在基极上。第二晶体管Q2′的基极处于一个固定的直流电压UB上(基极电路)，而同时集电极通过负载电阻RL′与电源电压VCC连接。标准电路布局中的共射-共基放大器电路往往用来代替单个晶体管。这里的基础是在固定的控制电流下输出电流随着输出电压变化而具有突出的恒定性。
用共射-共基放大器电路代替单个晶体管的另一个已知的电路拓扑是图3的反馈耦合电路。这时，由电阻R1″和R2″组成的反馈耦合分支电路不仅与负载电阻RL″而且与第一晶体管Q1″的基极连接，使得该输出电压反馈耦合到第一晶体管Q1″的输入端，而且反馈耦合到第二晶体管Q2″的输入端。
发明内容
本发明的任务是，提出一种在应用垂直集成共射-共基放大器结构时尽可能减少交叉调制失真的放大电路。
该任务用带有权利要求1特征的放大电路解决。本发明有利的扩展是从属权项的要点。
据此设置一种放大电路，用以放大输入信号，特别是无线电传输的高频信号。这个放大电路有一个垂直集成的共射-共基放大器，它又具有集电极的集电极半导体区、第一基极的与该集电极半导体区交界的第一基极半导体区、第二基极的第二基极半导体区、不仅与该第一基极半导体区而且与该第二基极半导体区交界的中间基极半导体区和发射极的与该第二基极半导体区交界的发射极半导体区。
一个这样的垂直集成的共射-共基放大器可以与其他元件集成在一个半导体晶圆片上。该垂直集成的共射-共基放大器优选具有基本上与晶圆片表面平面地取向的和/或基本上彼此平行的pn结。按照本发明信号输入与第二基极连接。
本发明的本质在于，该第一基极不仅与独立于该输入信号的电压源，而且与集电极电耦合。该电耦合优选使该第一基极上的电位符号相同地被所出现的集电极电位连带。
这时，电耦合应理解为导致第一基极的电位取决于集电极电位的所有耦合。例如电容、电感或者磁耦合都是可能的。然而，特别优选的是一个应用分压器，特别是由电阻形成的分压器造成的简单的电压耦合。
优选将连带理解为，集电极电位的改变导致第一基极上具有同一符号的电位的改变。这时，第一基极上的电位和集电极电位之间的数学关系可以是对数的或者比例的。该关系优选至少通过一个可用电阻调整的比例系数给出。
本发明一个有利的进一步扩展规定，为了进行电耦合，第一基极通过第一电阻与集电极连接，此外该第一基极还通过第二电阻与该电压源连接。在本发明一个优选的配置中，该电压源是一个直流电压源，有利的是一个对温度不敏感的基准电压源，其相对于该电阻和/或该放大电路的其他阻抗，优选具有较小的内阻。
在本发明一个有利的配置中规定，至少一个基极半导体区具有硅-锗-混晶。特别是本发明的这个配置使该放大电路在数据传输系统，特别是无线电系统(UMTS)的优选的应用成为可能。
下面根据附图对本发明的实施例作较详细的说明。
附图中图1是带有垂直集成的共射-共基放大器的放大电路；图2是按照先有技术的共射-共基放大器标准电路布局；图3是按照先有技术的带有反馈耦合分支电路的共射-共基放大器电路布局；图4是共射-共基放大器的集电极电流相对于集电极电压的特性曲线；而图5是垂直集成共射-共基放大器的示意图。
具体实施例方式
在图4中虚线表示标准电路布局中垂直集成共射-共基放大器的输出特性曲线簇。它们表示一个突出的负的微分电阻，例如可以对应-20V的初期(Early)电压。放大的非恒定性，亦称非线性，表现在其数值低的初期电压处，特别会导致一个恶劣的交叉调制特性，亦即，信号不同的频率分量彼此强烈干扰。这时，比较理想的应该是输出电流与输出电压无关。
为了阐明垂直集成共射-共基放大器，亦称四极管，的不完善的初期特性，下面根据两个构成共射-共基放大器的npn晶体管描述这一点。有源双极性高频元件的特征是集电极漂移区的掺杂物质浓度，下文称作″集电极掺杂度″，和元件瞬态特性之间的相互关系。
在npn晶体管的有源前向运行中，带负电的电子以其饱和速度通过截止的基极-集电极结的空间电荷区移动。位置固定的带正电的离子体处于晶体管的基极-集电极-空间电荷区的集电极一侧部分。若电子的浓度可与位置固定的电荷密度比较，该空间电荷区向集电极方向移动(Kirk-效应)，则有效的基极变宽，而通过基极的信号行程时间延长。
在发生Kirk-效应时电流密度与集电极漂移区中的掺杂度成正比。因此，发生Kirk-效应时的充电时间和基极渡越时间和集电极充电时间的最小和随着集电极掺杂度增大而降低。因此，高频晶体管的特征在于集电极掺杂度高，而且可以以高的电流密度运行。
基极-集电极-二极管的击穿电压随着集电极掺杂度上升而下降。有源元件的使用要求可以达到的一定的电压偏移，并因而还要求最小的截止能力。
在npn晶体管的发射极和在集电极中电子构成多数载流子。在中等的电流密度下，基极和基极-集电极-空间电荷区是电子贫乏区，使得发射区中的电子的热动力学储库基本上与集电极区中的分开。通过提高电流密度，在最终的饱和速度下，电子贫乏区中移动载流子的浓度提高，而这两个储库的热动力学绝缘减少。
在与应用有关的截止电压范围内，在可以达到的最大过渡频率下，晶体管中的电流密度这样低，以致该两个储库可以非常近似地看作是彼此无关的。在发射极电路中，电流放大用的晶体管的截止能力在这里由基极-集电极-二极管的击穿电压除以2，5至11给出。
图5中示意地表示垂直集成共射-共基放大器10。它有集电极接点C、第一基极接点B1和第二基极接点B2以及发射机结点E。垂直集成共射-共基放大器10包括集电极C的集电极半导体区1、第一基极B1的与该集电极半导体区1交界的第一基极半导体区2、第二基极B2的第二基极半导体区4、不仅与该第一基极半导体区2而且与该第二基极半导体区4交界的中间基极半导体区3和发射极E的与该第二基极半导体区交界的发射极半导体区5。这时，在所示的实施例中，该半导体区1，3和5是n-搀杂的，而同时半导体区2和4是p-掺杂的。
这种类型的垂直集成共射-共基放大器10的截止能力由在基极电路运行的晶体管Q1’/Q1”的基极-集电极-二极管1，2的击穿电压给出。因此，在垂直集成共射-共基放大器10中，集电极掺杂度较之截止能力可比的晶体管的可能高出几倍。特别是在高频共射-共基放大器10中，在最大过渡频率下电流密度足够高，使得中间基极区3中和在集电极半导体区1中的电子储库不再非常近似地彼此分开。因此，集电极电位在中间基极区3中击穿(durchgreift)。
在本发明一个优选的实施例中，不接触中间基极区3。在垂直集成共射-共基放大器10的不接触的中间基极区3中，电位取决于施加于现有触点的电压和电流密度。当中间基极区3中的集电极电位击穿(durchgreift)时，中间基极区3中的电位与集电极电位符号相同地改变。
因此，在第一基极B1上的固定电位下，晶体管Q1’/Q1”中的基极-发射机电压在集电极电位上升时降低，以此调节晶体管Q1’/Q1”。标准电路布局中垂直集成共射-共基放大器10的负的微分输出电阻以此为依据，正如图4虚线特性曲线簇中所示。
图1表示按照本发明的垂直集成共射-共基放大器10的电路布局。这时，垂直集成共射-共基放大器10连接得使第一基极B1上的电位随集电极电位符号相同地连带变化。其作用是，输出电阻的数量被提高。
本发明自然不限于图1的具体电路示例。更确切地说，使第一基极B1上的电位随集电极电位符号相同地连带变化的所有的电耦合，正如电流镜电路、电压源等都可以使用。这时，连带作用优选与集电极电位成正比。这导致正如图4实线所示的输出特性曲线簇。还可能使用由相应的互补pnp晶体管组成的垂直集成共射-共基放大器，代替由npn晶体管Q1，Q2组成的垂直集成共射-共基放大器10。
附图符号清单VCC正的电源电压RL，R1，R2，RL’，RL″，R1″，R2″电阻Q1，Q2，Q1′，Q2′，Q1″，Q2″在一个垂直集成共射-共基放大器中形成的晶体管E发射极C集电极B1，B2基极10垂直集成共射-共基放大器
1集电极半导体区2，4基极半导体区3中间基极半导体区5发射极半导体区n n-掺杂的p p-掺杂的IC集电极电流VC集电极电压Uref电压源，基准直流电压源UB1’直流电压源IB2’，IB2″信号电流源
权利要求
1.用于放大输入信号的放大电路，包括垂直集成的共射-共基放大器(10)，它具有-集电极(C)的集电极半导体区(1)；-第一基极(B1)的与集电极半导体区(1)交界的第一基极半导体区(2)；-第二基极(B2)的第二基极半导体区(4)；-不仅与该第一基极半导体区(2)而且与该第二基极半导体区(4)交界的中间基极半导体区(3)；和-发射极(E)的与该第二基极半导体区(4)交界的发射极半导体区(5)，其中-信号输入与该第二基极(B2)连接，和-该第一基极(B1)不仅与独立于输入信号的电压源(Uref)而且与集电极(C)电耦合。
2.按照权利要求1的放大电路，其特征在于，为了进行电耦合，-该第一基极(B1)通过第一电阻(R1)与集电极(C)连接，和-该第一基极(B1)通过第二电阻(R2)与该电压源(Uref)连接。
3.按照权利要求1或者2中的之一的放大电路，其特征在于，该基极半导体区(2，4)中的至少一个具有硅-锗-混晶。
4.按照上列权利要求中之一的放大电路在通信技术的，特别是移动无线电通信技术的高频电路中的应用。
全文摘要
以垂直集成的共射－共基放大器(10)放大输入信号的放大电路，它具有集电极(C)的集电极半导体区，第一基极(B1)的与该集电极半导体区交界的第一基极半导体区，第二基极(B2)的第二基极半导体区，不仅与该第一基极半导体区而且与该第二基极半导体区交界的中间基极半导体区，和发射极(E)的与该第二基极半导体区交界的发射极半导体区，其中，信号输入与该第二基极(B2)连接，和该第一基极(B1)不仅与独立于输入信号的电压源(Uret)而且与集电极(C)电耦合。
文档编号H03F1/32GK101065896SQ200580040813
公开日2007年10月31日 申请日期2005年12月22日 优先权日2004年12月23日
发明者克里斯托夫·布拉姆伯格 申请人:爱特梅尔(德国)有限公司