发明名称 在准光学栅阵列中增进增益之技术
摘要 本发明揭示用于准光学栅阵列结构的主动单元电池拓扑,其使用若干宽频之一或频率选择正(或再生)回授网路及多电晶体组态的组合,以增进栅阵列放大器的增益。这些新拓扑导致更高的增益,使栅阵列放大器的用途延伸到需要更高增益的新应用,及延伸到更高的频率-其中主动装置的固有增益较低。它们也提供更大的弹性于阻抗匹配,改良频宽与设计的可制造性。
申请公布号 TW508880 申请公布日期 2002.11.01
申请号 TW090114334 申请日期 2001.06.13
申请人 加利福尼亚工业技术院 发明人 詹姆士 罗森伯格;贝莱斯 戴克曼;麦克 德里西欧二世;容后补呈;大卫 路雷治
分类号 H01S3/00 主分类号 H01S3/00
代理机构 代理人 林志刚 台北巿南京东路二段一二五号七楼
主权项 1.一种增进用于准光学栅阵列结构之差动放大器单元电池的增益之方法,包括:(a)提供一第一主动网路,其由一大小与极性已给定之输入信号驱动,第一网路包含一信号输入埠、一信号输出埠、一回授连结埠与一回授发射埠;(b)提供一连接至第一网路的第二主动网路,第二网路包含一信号输入埠、一信号输出埠、一回授连结埠与一回授发射埠,且由一与第一主动网路的输入信号相同且相反的输入信号驱动;(c)经由一回授路径,将一强化信号施加至第一主动网路的回授连结埠,强化信号是来自于单元电池的主动网路之一上的回授发射埠;及(d)经由一回授路径,将一强化信号施加至第二主动网路的回授连结埠,强化信号是来自于单元电池之另一主动网路上的回授发射埠。2.如申请专利范围第1项之方法,其中每一回授路径包含一具有转移功能之实质上相同的回授网路,转移功能促使施加至每一网路的强化信号建设性地添加至输入信号-其施加至在所关注之频率范围内的网路。3.如申请专利范围第2项之方法,其中施加至第一网路的回授连结埠之强化信号是来自第二网路的回授发射埠,而施加至第二网路的回授连结埠之强化信号是来自第一网路的回授发射埠。4.如申请专利范围第3项之方法,其中每一网路的回授连结埠内接至该网路的信号输入埠,且每一网路的回授发射埠内接至该网路的信号输出埠。5.如申请专利范围第1项之方法,其中施加至第一网路的回授连结埠之强化信号是来自第一网路的回授发射埠,且施加至第二网路的回授连结埠之强化信号是来自第二网路的回授发射埠。6.如申请专利范围第5项之方法,其中每一网路的回授网路路径包含一实质上相同的回授网路,且施加至回授连结埠的强化信号是经由一来自主动网路之频率依赖相移与一来自回授网路之额外频率依赖相移的组合而导出。7.如申请专利范围第6项之方法,其中每一网路的回授连结埠内接至该网路的信号输入埠,且每一网路的回授发射埠内接至该网路的信号输出埠。8.一种用于准光学栅阵列之差动单元电池,包括:(a)一第一主动网路,其具有一信号输入埠、一第一放大级、一信号输出埠、一回授发射埠、一回授连结埠与一参考埠;(b)一实质上相同于第一网路的第二主动网路,其具有一信号输入埠、一第二放大级、一信号输出埠、一回授发射埠、一回授连结埠与一参考埠,第二网路经由参考埠连接至第一网路;(c)一第一强化信号路径,其连接第一网路的回授连结埠与第二网路的回授发射埠;及(d)一第二强化信号路径,其连接第二网路的回授连结埠与第一网路的回授发射埠。9.如申请专利范围第8项之单元电池,其中二强化信号路径之每一路径包含一回授网路。10.如申请专利范围第9项之单元电池,其中第一主动网路包含一经由耦合阻抗网路连接至第一放大级的第二放大级,第二主动网路包含一经由耦合阻抗网路连接至第一放大级的第二放大级。11.一种用于准光学栅阵列之差动单元电池,包括:(a)一第一主动网路,其具有一信号输入埠、一第一放大级、一信号输出埠、一回授发射埠、一回授连结埠与一参考埠;(b)一实质上相同于第一网路的第二主动网路,其具有一信号输入埠、一第二放大级、一信号输出埠、一回授发射埠、一回授连结埠与一参考埠,第二网路经由参考埠连接至第一网路;(c)一第一强化信号路径,其连接第一网路的回授连结埠与第一网路的回授发射埠;及(d)一第二强化信号路径,其连接第二网路的回授连结埠与第二网路的回授发射埠。12.如申请专利范围第11项之单元电池,其中二强化信号路径之每一路径包含一回授网路。13.如申请专利范围第12项之单元电池,其中第一主动网路包含一经由耦合阻抗网路连接至第一放大级的第二放大级,第二主动网路包含一经由耦合阻抗网路连接至第一放大级的第二放大级。14.一种用于准光学栅阵列之差动单元电池,电池具有一用于输入信号的第一输入埠、一用于输入信号(其与第一输入埠的输入信号相同且相反)的第二输入埠、一第一输出埠与一第二输出埠,包括:(a)一第一个三端子主动装置,其具有一连接到第一输入埠的控制电极、一连接到第一输出埠的阳极、一阴极;及(b)一第二个三端子主动装置,其具有一连接到第二输入埠的控制电极、一连接到第二输出埠的阳极与一阴极,阴极连接到在一差动对组态中的第一主动装置之阴极;(c)第一主动装置的阳极经由一第一再生回授网路连接到第二主动装置的控制电极,且第二主动装置的阳极经由一第二再生回授网路连接到第一主动装置的控制电极。15.一种用于准光学栅阵列之单元电池,电池具有一用于输入信号的第一输入埠、一用于输入信号(其与第一输入埠的输入信号相同且相反)的第二输入埠、一第一输出埠与一第二输出埠,包括:(a)一第一个三端子主动装置,其具有一连接到第一输入埠的控制电极、一连接到第一输出埠的阳极、一阴极;及(b)一第二个三端子主动装置,其具有一连接到第二输入埠的控制电极、一连接到第二输出埠的阳极与一阴极,阴极连接到第一主动装置之阴极;(c)第一主动装置的阳极经由一在差动对组态中的第一再生回授网路连接到第一主动装置的控制电极;且第二主动装置的阳极经由一第二再生回授网路连接到第二主动装置的控制电极。16.一种用于准光学栅阵列之单元电池,电池包括:(a)一第一主动网路,其具有一输入埠、一输出埠与一参考埠,网路包含至少一第一与第二放大级,每一级包含至少一个三端子主动装置,其具有一阴极、一阳极与一控制电极;及(b)一第二主动网路,其实质上与第一网路相同,具有一输入埠、一输出埠、一参考埠,网路包含至少一第一与第二放大级,每一级包含至少一个三端子主动装置,其具有一阴极、一阳极与一控制电极,第二网路经由它们的个别参考埠,耦合至第一网路。17.如申请专利范围第16项之单元电池,其中在第一网路中,第一放大级之主动装置的控制电极连接到网路的输入埠,第二放大级之主动装置的阳极连接到网路的输出埠,且第一放大级之主动装置的阳极经由一耦合阻抗网路,连接到第二放大级之主动装置的控制电极。18.如申请专利范围第16项之单元电池,其中在第一网路中,第一主动装置的控制电极连接到输入埠,第一主动装置的阴极连接到参考埠,且第一装置的阳极经由一阻抗网路耦合至第二装置的阴极,且第二装置的控制端子经由一阻抗网路连接到一偏压电压。19.一种用于准光学栅阵列之单元电池,包括:(a)一第一主动网路,其包含一用于接收输入信号的第一信号输入埠、一第一信号输出埠、一第一回授发射埠与一第一回授连结埠,且又包含(i)一第一个三端子主动装置,其具有一连接到信号输入埠的控制电极、一阳极、一阴极,及(ii)一第二个三端子主动装置,其具有一经由耦合阻抗网路内接到第一主动装置之阳极的控制电极、一连接到信号输出埠的阳极、一连接到第一主动装置之阴极的阴极;(b)一第二主动网路,包含一用于接收输入信号(其与第一输入信号相同且相反)的第二信号输入埠、一第二信号输出埠、一第二回授发射埠与一第二回授连结埠,且又包含(i)一第三个三端子主动装置,其具有一连接到第二信号输入埠的控制电极、一阳极与一阴极,及(ii)一第四个三端子主动装置,其具有一经由耦合阻抗网路内接到第三主动装置之阳极的控制电极、一连接到第二信号输出埠的阳极、及一连接到第一、第二与第三主动装置之阴极的阴极;(c)一第一强化信号路径,其经由第一回授网路连接第二回授发射埠至第一回授连结埠,(d)一第二强化信号路径,其经由第二回授网路连接第一回授发射埠至第二回授连结埠,(e)第一回授发射埠内接至第二主动装置的阳极,第一回授连结埠内接至第一主动装置的控制电极,第二回授发射埠内接至第二主动装置的阳极,第二回授连结埠内接至第二主动装置的控制电极。20.一种用于准光学栅阵列之单元电池,包括:(a)一第一主动网路,其包含一用于接收输入信号的第一信号输入埠、一第一信号输出埠、一第一回授发射埠与一第一回授连结埠,且又包含(i)一第一个三端子主动装置,其具有一连接到信号输入埠的控制电极、一阳极、一阴极,及(ii)一第二个三端子主动装置,其具有一经由耦合阻抗网路连接到第一主动装置之阳极的控制电极、一连接到信号输出埠的阳极、一连接到第一主动装置之阴极的阴极;(b)一第二主动网路,包含一用于接收输入信号(其与第一输入信号相同且相反)的第二信号输入埠、一第二信号输出埠、一第二回授发射埠与一第二回授连结埠,且又包含(i)一第三个三端子主动装置,其具有一连接到第二信号输入埠的控制电极、一阳极与一阴极,及(ii)一第四个三端子主动装置,其具有一经由耦合阻抗网路内接到第三主动装置之阳极的控制电极、一连接到第二信号输出埠的阳极、一连接到第一、第二与第三主动装置之阴极的阴极;(c)一第一强化信号路径,其经由第一回授网路连接第一回授发射埠至第一回授连结埠,及(d)一第二强化信号路径,其经由第二回授网路连接第二回授发射埠至第二回授连结埠,(e)第一回授发射埠内接至第二主动装置的阳极,第一回授连结埠内接至第一主动装置的阳极,第二回授发射埠内接至第四主动装置的阳极,第二回授连结埠内接至第三主动装置的阳极。图式简单说明:图1是一传统准光学栅阵列的爆炸视图,阵列中之差动对单元电池之一被放大;图2是一传统差动单元电池的方块图;图3是图2所示传统差动单元电池的示意图;图4是二网路单元电池的方块图,其显示关联于本发明之说明的埠之准则。图5是本发明之一实施例的方块图,其中一交叉耦合再生回授拓扑设计成为加入具有二主动网路的差动单元电池。图6是本发明之第二实施例的方块图,其中一分激-分激再生回授拓扑设计成为加入具有二主动网路的差动单元电池。图7是实施图5所示单元电池拓扑之本发明的单元电池之电路示意图,其中每一主动网路包含一主动装置;图8是实施图6所示单元电池拓扑之本发明的单元电池之电路示意图,其中每一主动网路包含一主动装置;图9是用于半单元电池之一般事例的方块图,半单元电池包含二放大级;图10绘示图9所示半单元电池之一较佳组态,其中二主动装置串接在一起;图11是绘示图9所示半单元电池之另一较佳组态,其中二主动装置串接在一起;图12是本发明的单元电池之一实例示意图,其中每一主动网路设计成为串接半单元电池,且网路利用交叉耦合再生回授;而图13是本发明的单元电池之另一实例示意图,其中每一主动网路设计成为串接半单元电池,而网路利用分激-分激再生回授。
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