Дифференциальный усилитель

 

ДИФФЕРЕЩтДЯЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий входной дифференциальный каскад, в каждой плече которого нагрузкой является цепь из последовательно соединенных первого резистора , шунтированного конденсатором, выходного .транзистора, включенного rto схеме с общей базой, и второго резистора , о т л и ч а ю щ и и с я тем, 4to, с целью повышения площади усиления , в каждом плече дифференциального усилителя между коллектором транзистора входного дифференциального каскада и первым резистором-включен дополнительный резистор, 1иунтированный соответственно базо-коллекторным переходом дополнительного транзисто - . ра, эмиттер которого соединен с соот-. ветствующей шиной источника питания. СП о оо о со ел оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

CN4WÌÜ

РЕСПУБЛИК

Зев Н 03 3/45

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

-(21) 3351561/18-09 (22) 30.10.81 . (46) 23.07.83. Бюл. 8 27 (72) Е.С. Ииронов и В.и . Немировский

:(53) -621 375.024(088.8 )

-(56) 1. Патент ClN и 3938055, кл. 330-30, 1976.

2. Патент Великобритании.N 1319717 кл. Н 03 F 1/42,, 1973 (прототип) . (54)(57) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий входной диФФеренциальный каскад, в каждом плече которого на-. грузкой является цепь из последовательно соединенных первого резисто„gl)„„1030953 ра, шунтированного конденсатором, выходного транзистора, включенного по схеме с общей базой, и второго резистора, отличающийся тем, что, с целью повышения площади усиления, в каждом плече диФФеренциального усилителя между коллектором транзистора входного диФФеренциального каскада и первым резистором включен дополнительный резистор, йунтированный соответственно базо-коллекторным переходом дополнительного транзисто" . ра, эмиттер которого соединен с соот-, ветствующей шиной источника питания.

1 10309

Изобретение относится к радиоизмерительной технике и может использова" ться в осциллографических устройствах, цифровых вольтметрах и приборах ядерной электроники.

Актуальность увеличения плбщади усиления, т.е. произведения коэффициента усиления на полосу пропускания дифференциальных усилителей (ДУ ), возросла за последние годы в связи 10 с интенсивным процессом микроминиатюризации схем. Увеличение площади усиления ДУ позволяет сократить количество усилительных каскадов, умень" шить потребление энергии, повысить ли 5 нейность и стабильность ДУ.

Известен дифференциальный усилитель, содержащий в каждом плече первый и второй транзисторы, включенные соответственно по схеме ОЭ"0li, и нагрузку,при этом в общей эмиттерной цепи первых транзисторов"включен генератор тока. Дифференциальный усилитель (ДУ ) отличается простотой, малым дрейфом, высокой температурной стабильностью и быстродействием (! J.

Гущественным недостатком такого

ДУ является небольшая площадь усиления. Для увеличения последней требует. ся не только использование транзисто- З, ров с большой граничной частотой т но и установка значительных по сопротивлению коллекторных нагрузок.

Увеличение этих нагрузок необходи" мо для повышения коэффициента уси" ления ДУ, однако это приводит к сокращению полосы пропускания и, следовательно, площадь усиления практически изменяется мало. В современных усилителях такое техническое противоречие разрешается путем увеличения количества каскадов и коллекторных токов транзисторов. Однако в этом случае возрастает неравномерность амплитудно-частотной характерис. тики, увеличивается объем и вес ДУ, 45 ухудшается температурный режим транзисторов.

НаиЬолее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является дифференциальный усили- 50 тель, содержащий входной дифференциальный каскад, в каждом плече которого нагрузкой .является цепь из последовательно соединенных первого резигтора, шунтированного 55 тором, выходного транзистора, включен ного по .схеме с общей базой и второ- го резистора (2 $

53 2

Недостатком этого дифференциального усилителя является небольшая площадь усиления.

Цель изобретения - повышение площади усиления

Поставленная цель достигается тем, что в дифференциальном усилителе,,со. держащем входной дифференциальный каскад, в каждом плече которого нагрузкой является цепь из последовательно соединенных первого резистора, шунтированного конденсатором, выходного транзистора, включенного по схе ме с общей базой, и второ î резистора, в каждом плече дифференциального усилителя между коллектором транзистора входного дифференциального каскада и первым резистором включен дополнительный резистор, шунтиронанный соответственно базо-коллекторным переходом дополнительного транзистора, эмиттер которого соединен с соответствующей шино" источника питания.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема дифференциального усилителя.

Дифференциальный усилитель (ДУ ) содержит входной дифференциальный кас кад на транзисторах 1 и 1, включен<ных по схеме с оЬщим эмиттером, вы1 t ходние транзисторы 2 и 2, включенные ! по схеме с общей базой, дополнительные транзисторы 3 и 3, первые резисторы 4 и 4, вторые резисторы 5 и 5, дополнительные резисторы 6 и 6, конI денсаторы 7 и 7, генератор 8 тока, источник 9 питания.

Дифференциальный усилитель работает следующим образом.

На симметричный вход входного дифференциального каскада на транзисторах 1 и 1 воздействуют входные сигналы противоположной полярности. В каждом плече ДУ возникает изменение коллекторного тока ЬЭ„ (й Э„ ), которое вызывает изменение падения наIlpR>Kpíèÿ на дополнительном резисторе 6 (б ), что, в свою очередь, вызывает приращение в одном плече и уменьшение B другом эмиттерного тока виходного транзистора 2 (2 ) Ь Э2(а Э ) которое направлено встречно токам д, Э„(йЭ„ )и проходит через первый резистор.4 (4 ) и транзистор 3 (3 ) .

Исходя из того, что потенциали базы дополнительного транзистора 3 (3 ) и эмиттера выходного транзистора 2 (2 ) практически постоянни р д4 РЬ (й -ЛЗ „ )Р6;

l03

Ь0 .63 4 2 йЭ R4.

После несложных преобразований нахо- . дим дэ,„=дэ„-лэ = лз, (йь!р )-Re)/

/(Rs+R )p t), где. Я- модуль коэФФициента усиления по току дополнительного транзистора 3 (3 ).

Следовательно, за счет введения дополнительных транзисторов 3 (3 ) 0953 4 и дополнительных резисторов 6 и 6, в. сочетании с первыми резисторами 4 и

4 усиление (по току ) ДУ возрастает в (дЭ -ДЭ„)/Д Э„= (аЬ(Р, -жфаЬ+ж II>I) раз. da счет шунтирования первого резистора 4 (4 )конденсатором 7 (7 ) сопротивление звена ЙФИ (Р4.СЧ ) на

sNcoKoH частоте можно сделать сколь угодно малым и. тогда(фЭ -53g)/с IPgl

ip Как показала экспериментальная про-. верка, данный диФФеренциальный усилитель в четыре раза дает выигрыш по площади усиления.

Составитель И. Водяхина

Ревактор Т. Киселева Texpeg Т.Фанта . -Корректор И. Демчук

Заказ 5232/56 Тираж 936 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11)0Д Иосква Ж-.Я Раушская наб. g. 4/$

Филиал llnfl "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,