Дифференциальный усилитель
1. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ , содержащий первый и второй транзисторы, при этом коллектор первого транзистора соединен с входами соответственно первого выходного повторителя тока и первого повторителя тока, выход которого соединен с входом первого усилителя тока, коллектор второго транзистора соединен с входом второго выходного повторителя тока, генератор тока и второй -усилитель тока, выводы питания которых, а также выводы питания первого усилителя тока подключены к первой шине источника питания, при этом выход второго усилителя тока подключен к эмиттеру второго транзистора, а выводы питания первого и второго выходных повторителей тока и первого повторителя тока подключены к второй шине источника питания, о т л и ч а-г ю щ и Д с я тем, что, с целью повышение линейности характеристики передачи , в него введены первый и второй резисторы и второй повторитель тока, вход которого соединен с коллектором второго транзистора, выводы питания - с второй шиной источника питания, а выход - с входом второго . усилителя тока, причем выход первого усилителя тока соединен с эмиттером первого транзистора и через последовательно соединенные первый и второй резисторы, точка соединения которых подключена к выходу генератора тока, - с эмиттером второго транзистора, при этом первый и второй усилители тока выполнены с зоной нечувствительности. «Л 2. Усилитель по п. 1,отличающийс я тем, что первый и второй усилители тока каждый выполнены на первом дополнительном транзисторе , имеющем р-а-р структуру, включенном по схеме с общим уэллектором , на втором дополннтельном транзисторе, имеющем п-р-п. структуРУ/ включенном по с общей базой , эмиттер которого соединен с а эмиттере первого дополнительного транзистора, а коллекто1э является со выходом соответствующего усилителя тока, и на диоде, &нод которого соединен с базой первого дополнительсо со ного транзистора, являющейся входом соответствующего усилителя тока, при этом катод диода и база второго дополнительного транзистора соединены с источником смещения.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) П1) З(51) Н 03 F 3/45
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
И ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 34б5444/18" 09 (22) .05,07 ° 82 (46) 23 ° 01,84, Бюл. Ю 3 (72) М.В. Капитонов, В.А. Домбровский, Н.Н. Прокопенко и l0.И. Соколов (71) Шахтинский технологический институт битового обслуживания и Ленинградский ордена Ленина электротехни. ческий институт. им. В. И.ульянова(Ленина1 (53) 621 ° 375 ° 024 (088 ° 8) (56) 1. Патент CIQA 9 3660773, кл. 3 30-30, 02. 05. 72.
2. Анисимов В.И., Капитонов И.В., Прокопенко Н.Н. и Соколов Ю.М. Операционные усилители с непосредственной связью каскадов. Л., Энергия .
1979, с, 104, рис. 3-. 15 (прототип). (54)(57) 1, ЦИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫИ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий первый и второй транзисторы, при этом коллектор пер вого транзистора соединен с входами соответственно первого выходного повторителя тока и первого повторителя тока, выход которого соединен с входом первого усилителя тока, коллектор второго транзистора соединен с входом второго выходного повторителя тока, генератор тока и второй .Усилитель тока, выводы питания которых, а также выводы питания первого усилителя тока подключены к первой шине источника питания, при этом выход второго усилителя тока подключен к эмиттеру второго транзистора, а выводы питания первого и второго выходных повторителей тока и первого повторителя тока подключены к второй шине источника питания, о т л и ч а-, ю щ и .й с я тем, что, с целью повышения линейности характеристики передачи, в него введены первый и второй резисторы и второй повторитель тока, вход которого соединен с коллектором второго транзистора, выводы питания — с второй шиной источника питания, а выход - с входом второго усилителя тока, причем выход первого усилителя тока соединен с эмиттером первого транзистора и через последовательно соединенные первый и второй резисторы, точка соединения которых подключена к выходу генера тора тока, — с эмиттером второго транзистора, при этом первый и второй усилители тока выполнены с зоной @ 2 нечувствительности.
2. Усилитель по и. 1, о т л ив ч а ю шийся тем, что первый и второй усилители тока каждый выполнены на первом дополнительном тран зисторе, имеющем р-rl-р структуру, Я включенном по схеме с общим коллектором, на втором дополнительном транзисторе, имеющем 5 --р-h.структуру включенном по схеме с общей базой эмиттер которого соединен с эмиттером первого дополнительного .транзистора, а коллектор является выходом соответствующего усилителя тока, и на диоде, анод которого соединен с базой первого дополнительного транзистора, являющейся входом соответствующего усилителя тока, при этом катод диода и база второго дополнительного транзистора соединены с источником смещения.1069133
Изобретение относится к радиотех= .нике и может использоваться в качестве входных каскадов быстродействующих.операционных усилителей.
Известен дифференциальный усилитель с расширенным диапазоном активной работы, содержащий в каждом плече входной транзистор, цепь нелинейной коррекции, выходной транзистор и генератор тока в коллекторной цепи выходного транзистора, а коллекторы входных транзисторов объединены и подключены к входу повторителя тока, выход которого соединен с объединен-, ными базами выходных транзисторов Cai
Однако такой усилитель характери- 15 зуется неудовлетворительными параметрами Йо дрейфу и ослаблению синфазных сигналов.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является диф-2О ференциальный усилитель (ДУ), содержащий первый и второй транзисторы, при этом коллектор первого транзистора соединен с входами соответственно первого выходного повторителя тока и первого повторителя тока, выход которого соединен с входом первого усилителя тока, коллектор второго транзистора соединен с входом второго выходного повторителя тока, генератор тока и второй усилитель тока, выводы питания которых, а также выводы питания первого усилит ля тока подключены к первой шине источника питания, при этом выход второго усилителя тока подключен к змиттеру второго транзистора, а выводы .питания первого и второго выходных повторителей тока и первого повторителя тока подключены к второй шине источника питания 1,21.. 4О
Недостаток известного ДУ состоит в том, что он имеет большое число изломов на характеристике передачи (, > Цель изобретения — повышение линейности характеристики передачи. Поставленная цель достигается тем, что в дифференциальный усилитель, содержащий первый и второй транзисторы, при этом коллектор первого транзистора соединен с входами соответственно первого выходного повто- 65 рителя тока и первого повторителя тока, выход которого соецинен с входом первого усилителя така, коллектор второго транзистора соединен с входом второго выходного повторителя тока, генератор тока и второй усилитель тока, выводы питания которых, а также выводы питания первого усилителя тока подключены к первой шине источника питания, при этом выход второго усилителя тока подключен к эмиттеру второго транзистора, а выводы питания первого и второго выходных повторителей тока и первого повторителя тока подключены к второй шине источника питания, введены первы и второй резисторы и второй повторитель тока., вход которого соединен с коллектором второго транзистора, выводы питания — с второй шиной источника питания, а выход - с входом второго усилителя тока, причем выход первого усилителя тока соединен с эмиттером первого транзистора и через последовательно соединенные первый и второй резисторы, точка соединения которых подключена к выходу генератора тока, — с эмиттером второго транзистора, при этом первый и второй усилители тока выполнены с зоной нечувствительности. Кроме того, первый и второй усилители тока каждый выполнены на первом дополнительном транзисторе, имеющем р-й-р структуру, включенном по схеме с общим коллектором, на втором дополнительном транзисторе, имеющем W-p-3l структуру, включенном по схеме с общей базой, змитер которого соединен с эмиттером первого дополнительного транзистора, а коллектор является выходом соответствующего усилителя тока, и на диоде, анод которого соединен с базой первого дополнительного транзистора, являющейся. входом соответствующего усилителя тока, при этом катод диода и база второго дополнительного транзистора соединены с источником смещения. На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема дифференциального усилителями на фиг. 2 — графики характеристики передачи первого 1) и второго усилителей токар на фиг.З график характеристики передачи дифференциального усилителя. Дифференциальный усилитель содержит первый и второй транзисторы l и 2, первый и второй повторители 3 и 4 тока, первый и второй выходные повторители тока 5 и б, первый и второй усилители 7 и 8 тока, генератор 9 тока, первый и второй резисторы 10 и 11 первую и вторую шины 12 и 13 источника питаниями первый (второй) усилитель тока выполнен на первом дополнительном транзисторе 14, на 1069133 втором дополнительном транзисторе 15, диодк 16, источник 17 смещения. Дифференциальный усилитель работает следующим образом. В статическом режиме (Офч* О) первый и второй усилители 7 и 8 тока вы- ключены. Их выходной ток близок к нулю (фиг. 2). Поэтому первый и второй усилители 7 и 8 тока на влияют на дрейфовые и малосигнальные параметры ДУ., 10 Выходной ток генератора 9 тока Д перераспределяется между первым и вторич транзисторами 1 и 2 Кл= к1 15 гце,,Ц 2 - коллекторные токи соответственно первого и второго транзисторов в статическом режиме. Под действием U > 0 коллекторный ток первого транзистора .1 увеличивается, а второго транзистора 2 уменьшается О „ (° 1 где 4ц (,4цц1 - входное сопротивление соответственно первого и второго транзисторов в схеме с общей базой. 30 Ток (, : поступает на вход первого выходного повторителя .5 тока и передается нм на выход ДУ ею к (3) На характеристике передачи (.вы ((()е ) 35 (фиг. 3) появляется первый участок с углом наклона, который определяется знаменателем формулы (2). Приращения (.к и Й будут поступать и на входы первого и второго 40 усилителей 7 и 8 тока через соответственно первый и второй повторители тока. В результате суммарный вход- ной ток первого усилителя 7 тока будет увеличиваться, а второго усили- 45 теля 8 тока - уменьшаться . При некотором уровне входного тока (фиг. 2) второй усилитель 8 .тока войдет в активный режим. Это приведет к включению отрицательной обратной связи, стабилизирующей ток во втором транзисторе 2. Следовательно, дальнейшее увеличение входного напряжения не приведет к эапиранию второго транзистора 2. Выход второго усилителя 8 тока при этом превращается в выход высококачественного стабилизатора напряжения. Напряжение на эмиттере второго транзистора 2 будет поддерживаться постоянным. -Поэтому все дальнейшее приращение U „) U„p будет приложено к первому и второму резисторам 10, ll и переходу эмиттер-база первого транзистора 1. На характерис. тике передачи (фиг. 3) появится второй учаток с углом наклона gq . Us (4) . Б;Л „:С Сравнение (2) и (4) показывает, что л Ър. (5) Кроме того, при отриц-.тельных уровнях Ц „<0 углы наклона характеристики передачи также оПределяются суммой сопротивлений первого и второго резисторов 10 и 11. Это повышает ее линейность. Особенность предлагаемого ДУ состоит также в том, что у него отсутствует полочка на характеристике передачи в области средних входных напряжений. Пороговый ток первого.и второго усилителей 7 и 8 тока Д„ (фиг. 2) может выбираться несколько меньше чем J /2 (на 15-20%). При таком пороговом токе граница первого и второго участков характеристики,передачи (фиг. 3) будет близка к U = 25-50 мВ, т.е. согласование участков произойдет в области малых входных сигналов (Ов 2550 мВ) . Таким образом, предлагаемйй дифференциальный усилитель имеет линейность характеристики передачи, при одновременном уменьшеннС тока потребления, повышении быстродействия, улучшении статических параметров ДУ. 1069133 1069133 Составитель Й. Водяхина Техред Y..Тецер Корректор М. Шароши Редактор Ar. Шандор тирак 866 Подписное BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Рауыская на0., д. 4/5 Заказ 11489/54 Филиал ППП Патент, г. У кгород, ул. Проектная, 4
