專利名稱：V/i源表用功率放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型公開了一種V/I源表用功率放大器，其功能和性能適合于半導(dǎo)體器件 專用測(cè)試設(shè)備中的各種V/I源表，同時(shí)也適用于其它需要高性能功率放大器的場(chǎng)合。
背景技術(shù)：
V/I源表用功率放大器是半導(dǎo)體器件專用測(cè)試設(shè)備中V/I源表內(nèi)的重要環(huán)節(jié)，其 性能直接影響V/I源表的性能和穩(wěn)定性，由于半導(dǎo)體器件專用測(cè)試設(shè)備中V/I源表的特性 需求，對(duì)功率放大器的特殊要求為1.適合于在寬范圍電源電壓下使用。2.具有從微安到數(shù)安培，數(shù)十安培的大電流范圍工作的能力。3.具有從直流到200KHZ以上的頻帶寬度。4.具有l(wèi)OV/uS以上的高壓擺率輸出。5.具有方便的閉環(huán)增益調(diào)節(jié)能力。6.具有良好的穩(wěn)定性。在各種電壓、電流下，在脈沖工作方式下，在和V/I源表內(nèi) 的其它線路閉環(huán)工作時(shí)均不能有自激振蕩的現(xiàn)象。7.具有高電源電壓利用效率。8.在功率放大器的輸出端需要疊加一組寬電壓范圍浮動(dòng)的正、負(fù)浮動(dòng)電壓源。一般的功率放大器線路難以同時(shí)滿足上述要求，采用雙極晶體管作輸出級(jí)的功率 放大器需要較大的輸入驅(qū)動(dòng)電流，因而會(huì)有較大的靜態(tài)功耗。采用MOS場(chǎng)效應(yīng)管件輸出級(jí) (源極輸出)的功率放大器由于其柵、源電壓較高致使功放級(jí)的電源電壓利用率降低。本實(shí) 用新型采用MOS場(chǎng)效應(yīng)管作輸出級(jí)，但采用漏極輸出，并設(shè)計(jì)了前置運(yùn)算放大器和功率輸 出級(jí)之間的獨(dú)特銜接方式，解決了功率放大器設(shè)計(jì)中諸多特性之間的矛盾。
發(fā)明內(nèi)容為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型解決相關(guān)技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是設(shè)計(jì) 一種為半導(dǎo)體器件專用測(cè)試設(shè)備中V/I源表所用的功率放大器。其特征是功率放大器由高性能運(yùn)算放大器、功率場(chǎng)效應(yīng)管、三極管和相關(guān)外圍元 器件購(gòu)成；運(yùn)算放大器的供電由三極管電壓跟隨器的發(fā)射極提供；三極管的基極接模擬電 源VDD和VSS ；對(duì)于動(dòng)態(tài)信號(hào)三極管工作在共基極方式下；功率場(chǎng)效應(yīng)管的輸出采用漏極輸 出而不是源極輸出；功率放大器同時(shí)具有閉環(huán)電壓反饋和電流反饋；功率放大器的輸出端 疊加一組供V/I源表內(nèi)運(yùn)算放大器工作的浮動(dòng)電源；浮動(dòng)電源采用恒流穩(wěn)壓的工作方式。本實(shí)用新型的有益效果是，采用簡(jiǎn)潔的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了寬電壓、電流范圍，寬頻帶，高 壓擺率，高電源電壓利用率的功率放大器。滿足了半導(dǎo)體器件專用測(cè)試設(shè)備中V/I源表對(duì) 功率放大器的要求，進(jìn)而明顯提高了半導(dǎo)體器件專用測(cè)試設(shè)備中V/I源表的性能。以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。

圖1是功率放大器電原理圖。
具體實(shí)施方式
在圖1中，高開環(huán)增益的運(yùn)放放大器(Ni)的通過輸入電阻(Rl)和反饋電阻(R2) 的閉環(huán)，可以方便地控制整個(gè)功率放大器的閉環(huán)增益，同時(shí)也獲得了良好的閉環(huán)穩(wěn)定性。NPN三極管(Vl)和PNP三極管(V2)的基極分別接入模擬電源VDD和VSS，從直流 供電的角度來(lái)看，三極管(VI和V2)是電壓跟隨器工作方式，其發(fā)射極向運(yùn)算放大器提供正 負(fù)電源(電壓略低于VDD和VSS)。從動(dòng)態(tài)的角度來(lái)看，三極管(VI和V2)工作在共基極工 作方式，其基極電位被模擬電源VDD和VSS固定，三極管(VI和V2)的發(fā)射極電流和集電極 電流就是運(yùn)算放大器的電源電流。當(dāng)功率放大器輸入端(IN)有輸出時(shí)，其輸出電壓會(huì)有所 變化，由于電阻(R7)的存在，運(yùn)算放大器(Ni)輸出將有一個(gè)電流變化，這一電流變化會(huì)改 變運(yùn)算放大器(Ni)的正電源電流或負(fù)電源電流，同時(shí)通過三極管(VI和V2)傳遞到電阻 (R3)或電阻(R4)，并使電阻(R3)或電阻(R4)上產(chǎn)生電壓變化，這一電壓變化就可以驅(qū)動(dòng) 工作在漏極輸出方式下的功率級(jí)的P溝MOS場(chǎng)效應(yīng)管(V3)或N溝MOS場(chǎng)效應(yīng)管(V4)的 柵極，使其導(dǎo)通，并完成電壓和電流的輸出。運(yùn)放放大器(Ni)穩(wěn)定的靜態(tài)工作電流將在電 阻(R3和R4)上產(chǎn)生穩(wěn)定的初始電壓，從而使MOS場(chǎng)效應(yīng)管(V3或V4)有一個(gè)穩(wěn)定的靜態(tài) 工作電流，以消除其交越失真。電阻(R8)完成功率級(jí)內(nèi)部的電流負(fù)反饋，電阻(R8)和電阻(R7)的比例決定了反 饋系數(shù)。穩(wěn)壓二極管(V7和V8)分別用于保護(hù)MOS場(chǎng)效應(yīng)管(V3或V4)的柵、源間電壓。三極管(V5)、二極管(V9、V10)和電阻(Rll)構(gòu)成了正恒流線路，三極管(V6)、二 極管(VII、V12)和電阻(R12)構(gòu)成了負(fù)恒流線路，分別在穩(wěn)壓二極管(V13和V14)上穩(wěn)定 出一組正負(fù)浮動(dòng)電壓(FS+和FS-)，該組浮動(dòng)電壓疊加在功放輸出端(OUT)上，可以隨功放 輸出端(OUT)寬范圍浮動(dòng)，用于提供V/I源表的SENSE運(yùn)放跟隨器工作。
權(quán)利要求1.一種用于半導(dǎo)體器件專用自動(dòng)化測(cè)試設(shè)備V/I源表的功率放大器，其特征是用運(yùn) 算放大器、功率場(chǎng)效應(yīng)管、三極管和外圍元器件構(gòu)成一個(gè)功率場(chǎng)效應(yīng)管漏極輸出的閉環(huán)功 率放大器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的V/I源表用功率放大器，其特征是三極管的基極接模擬電源 VDD和VSS，工作在電壓跟隨器方式下完成對(duì)運(yùn)算放大器的直流供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的V/I源表用功率放大器，其特征是功率放大器的輸出端疊加 一組恒流穩(wěn)壓工作方式的浮動(dòng)電壓源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的V/I源表用功率放大器，其特征是功率放大器同時(shí)具有閉環(huán) 電壓反饋和電流反饋。
專利摘要一種用于半導(dǎo)體器件專用測(cè)試設(shè)備中各種V/I源表的功率放大器，實(shí)現(xiàn)了寬電壓、電流范圍，寬頻帶，高壓擺率，高電源電壓利用率。其特征是功率放大器由高性能運(yùn)算放大器、功率場(chǎng)效應(yīng)管和相關(guān)外圍元器件購(gòu)成；運(yùn)算放大器的供電由三極管電壓跟隨器的發(fā)射極提供；三極管的基極接模擬電源VDD和VSS；對(duì)于動(dòng)態(tài)信號(hào)三極管工作在共基極方式下；功率場(chǎng)效應(yīng)管的輸出采用漏極輸出而不是源極輸出；功率放大器的輸出端疊加一組供V/I源表內(nèi)運(yùn)算放大器工作的浮動(dòng)電源；浮動(dòng)電源采用恒流穩(wěn)壓的工作方式。
文檔編號(hào)H03F3/20GK201887724SQ201020647159
公開日2011年6月29日 申請(qǐng)日期2010年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月8日
發(fā)明者劉惠鵬, 周鵬, 孫銑, 王曉強(qiáng) 申請(qǐng)人:北京華峰測(cè)控技術(shù)有限公司