一种宽带高压放大器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种宽带高压放大器，包括高压宽带放大模块、前置驱动模块、输出隔离模块、低压电源及高压电源模块，所述低压电源及高压电源模块包括变压器、桥式整流电路和正负电压输出电路；所述高压宽带放大模块包括前置驱动可变增益放大器电路和共源共栅宽带放大器电路。本实用新型专利技术的有益效果为：解决了大信号高压场效应管电路频率特性不高的缺点，在高电压输出下可以得到良好的宽带特性，实现高增益、高电压信号输出，实现了400kHz‑3.2MHz的带宽范围、输出峰峰值达到240V的信号放大，其增益带宽积达到3G，放大器同时还具有输入阻抗高、输出阻抗低的负载特性，有良好的带负载能力。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及粒子加速、微粒检测领域，具体来说，尤其涉及一种宽带高压放大器。
技术介绍
场效应晶体管（Field-Effect Transistor，FET）是一种通过电场效应控制电流的电子元件，它依靠电场去控制导电沟道形状，从而控制半导体材料中某种类型载流子沟道的导电性，属于电压控制型半导体器件。具有输入电阻高（108～109Ω）、噪声小、功耗低、动态范围大、耐压高等优点，在大功率、高压放大器中有广泛使用，但大部分用于低频放大，而高频宽带放大器应用非常少。一般的高压放大器，设计时由于输出电压和放大倍数要求比较高，往往带宽（最高工作频率）很小，大多数都只有几十kHz，因此不适用于宽带放大，放大电路的增益带宽积并不大。常见的宽带放大器，虽然可以有很宽的工作带宽，但输出信号电压幅度往往不大，多数为几伏，如果用来实现高压放大，则又存在耐压和动态范围不够的问题。若要同时实现宽带放大和高压输出，则需要一个增益带宽积较高的电路，并且具有较高的耐压和动态范围才可实现。针对现有技术中存在的相关技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种宽带高压放大器，以克服目前现有技术存在的上述不足。本技术的目的是通过以下技术方案来实现：一种宽带高压放大器，包括高压宽带放大模块、前置驱动模块、输出隔离模块、低压电源及高压电源模块，所述高压宽带放大模块与所述前置驱动模块、所述低压电源及高压电源模块和所述输出隔离模块相连接；所述低压电源及高压电源模块包括变压器，所述变压器具有一个初级线圈和两个次级线圈，其中，所述变压器的初级线圈通过低压整流与所述前置驱动模块相连接，所述变压器的其中一个次级线圈连接有桥式整流电路，另一个次级线圈连接有正负电压输出电路；所述高压宽带放大模块包括前置驱动可变增益放大器电路和共源共栅宽带放大器电路，所述前置驱动可变增益放大器电路与所述共源共栅宽带放大器电路相串联，所述共源共栅宽带放大器电路连接所述输出隔离模块。进一步的，所述共源共栅宽带放大器电路由共源放大器和共栅放大器两部分构成，所述共源放大器漏极输出端与所述共栅放大器源极输入端相连接。进一步的，所述共源放大器由第一N沟道绝缘栅型场效应管、电阻四、电阻五、可调电阻二、电阻七、电容五、电容二构成，其中电阻四、电阻五、可调电阻二构成第一N沟道绝缘栅型场效应管栅极偏置电路，电阻七为源极偏置电阻。进一步的，所述共栅放大器电路由第二N沟道绝缘栅型场效应管、电阻六、可调电阻三、电阻八、电容三构成，电阻五、可调电阻三构成第二N沟道绝缘栅型场效应管管栅极偏置电路，电容三的一端与第二N沟道绝缘栅型场效应管的栅极连接，另一端接地。进一步的，所述输出隔离模块由第三N沟道绝缘栅型场效应管、电容六、电阻九、电容四构成，所述第三N沟道绝缘栅型场效应管的栅极与所述第二N沟道绝缘栅型场效应管的漏极相连接，所述电容六的一端与第三N沟道绝缘栅型场效应管管的漏极连接，另一端接地。进一步的，所述电阻九和所述电阻八均为大功率电阻。进一步的，所述第一N沟道绝缘栅型场效应管的型号为IRF610，所述第二N沟道绝缘栅型场效应管和第三N沟道绝缘栅型场效应管的型号为IRF830。进一步的，所述正负电压输出电路包括LM7805稳压电路和LM7905稳压电路，所述LM7805稳压电路与所述LM7905稳压电路相串联。进一步的，所述前置驱动可变增益放大器电路采用型号为AD811的高频宽带放大器芯片。本技术的有益效果为：解决了大信号高压场效应管电路频率特性不高的缺点，在高电压输出下可以得到良好的宽带特性，实现高增益、高电压信号输出，实现了400kHz-3.2MHz的带宽范围、输出峰峰值达到240V的信号放大，其增益带宽积达到3G，放大器同时还具有输入阻抗高、输出阻抗低的负载特性，有良好的带负载能力。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1是根据本技术实施例所述的宽带高压放大器的原理图；图2是图1中低压电源及高压电源模块的原理框图；图3是图1中高压宽带放大模块的原理框图；图4是图1中所述的低压电源及高压电源模块的电路图；图5是图1中所述的高压宽带放大模块的电路图。具体实施方式下面对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1所示，根据本技术的实施例所述的一种宽带高压放大器，包括高压宽带放大模块1、前置驱动模块2、低压电源及高压电源模块3和输出隔离模块4，所述高压宽带放大模块1与所述前置驱动模块2、所述低压电源及高压电源模块3和所述输出隔离模块4相连接，所述低压电源及高压电源模块3还与所述输出隔离模块4相连接。如图2、图4所示，所述低压电源及高压电源模块3包括变压器5，所述变压器5具有一初级线圈和两次级线圈，其中，所述变压器5的初级线圈通过低压整流与所述前置驱动模块2相连接，所述变压器5的其中一个次级线圈连接有桥式整流电路6，为所述高压宽带放大模块1和输出隔离模块4提供高达320V直流电压，另一个次级线圈连接有正负电压输出电路7。所述正负电压输出电路7包括LM7805稳压电路25和LM7905稳压电路26，所述LM7805稳压电路25与所述LM7905稳压电路26相串联。如图3、图5所示，所述高压宽带放大模块1包括前置驱动可变增益放大器电路8和共源共栅宽带放大器电路9，所述前置驱动可变增益放大器电路8与所述共源共栅宽带放大器电路9相串联，所述共源共栅宽带放大器电路9连接所述输出隔离模块4；所述共源共栅宽带放大器电路9由共源放大器27和共栅放大器28两部分构成；所述共源放大器27由第一N沟道绝缘栅型场效应管10、电阻四13、电阻五14、可调电阻二19、电阻七16、电容五21、电容二29构成，其中电阻四13、电阻五14、可调电阻二19构成第一N沟道绝缘栅型场效应管栅极偏置电路，电阻七16为源极偏置电阻，形成负反馈，降低并稳定共源放大器27增益；所述电容二29一端与所述前置驱动可变增益放大器电路8相连接，另一端连接着所述第一N沟道绝缘栅型场效应管10的栅极，所述第一N沟道绝缘栅型场效应管10的栅极还连接着电阻五14，所述电阻五14连接电阻四13和可调电阻二19，可调电阻二19使得所述第一N沟道绝缘栅型场效应管10的栅极接地，电阻四13连接电容五21，并且电容五21另一端接地；所述共栅放大器28由第二N沟道绝缘栅型场效应管11、电阻六15、可调电阻三20、电阻八17、电容三23构成，电阻五14、可调电阻三20构成第二N沟道绝缘栅型场效应管管栅极偏置电路，电容三23的一端与第二N沟道绝缘栅型场效应管11的栅极连接，另一端接地；所述共源放大器27漏极输出端与所述共栅放大器28源极输入端相连接；所述输出隔离模块4由第三N沟道绝缘栅型场效应管12、电容六22、电阻九18、电容四2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种宽带高压放大器，其特征在于：包括高压宽带放大模块、前置驱动模块、输出隔离模块、低压电源及高压电源模块，所述高压宽带放大模块与所述前置驱动模块、所述低压电源及高压电源模块和所述输出隔离模块相连接；所述低压电源及高压电源模块包括变压器，所述变压器具有一个初级线圈和两个次级线圈，其中，所述变压器的初级线圈通过低压整流与所述前置驱动模块相连接，所述变压器的其中一个次级线圈连接有桥式整流电路，另一个次级线圈连接有正负电压输出电路；所述高压宽带放大模块包括前置驱动可变增益放大器电路和共源共栅宽带放大器电路，所述前置驱动可变增益放大器电路与所述共源共栅宽带放大器电路相串联，所述共源共栅宽带放大器电路连接所述输出隔离模块。

【技术特征摘要】
1.一种宽带高压放大器，其特征在于：包括高压宽带放大模块、前置驱动模块、输出隔离模块、低压电源及高压电源模块，所述高压宽带放大模块与所述前置驱动模块、所述低压电源及高压电源模块和所述输出隔离模块相连接；所述低压电源及高压电源模块包括变压器，所述变压器具有一个初级线圈和两个次级线圈，其中，所述变压器的初级线圈通过低压整流与所述前置驱动模块相连接，所述变压器的其中一个次级线圈连接有桥式整流电路，另一个次级线圈连接有正负电压输出电路；所述高压宽带放大模块包括前置驱动可变增益放大器电路和共源共栅宽带放大器电路，所述前置驱动可变增益放大器电路与所述共源共栅宽带放大器电路相串联，所述共源共栅宽带放大器电路连接所述输出隔离模块。2.根据权利要求1所述的宽带高压放大器，其特征在于，所述共源共栅宽带放大器电路由共源放大器和共栅放大器两部分构成，所述共源放大器漏极输出端与所述共栅放大器源极输入端相连接。3.根据权利要求2所述的宽带高压放大器，其特征在于，所述共源放大器由第一N沟道绝缘栅型场效应管、电阻四、电阻五、可调电阻二、电阻七、电容五、电容二构成，其中电阻四、电阻五、可调电阻二构成第一N沟道绝缘栅型场效应管栅极偏置电路，电阻七为源极偏置电阻。4.根据权利要求3所述的宽带高压放大器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹晖，卢国庆，郑浩，王鑫，
申请(专利权)人：九江学院，
类型：新型
国别省市：江西;36