Дифференциальный усилитель

 

Изобретение относится к радиоэлектронике и может использоваться в быстродействующих и высоковольтных усилителях и компараторах напряжения . Цель изобретения - расширение диапазона напряжений источника питания и диапазона синфазных входных напряжений. Напряжения источника питания приложены к делителю 11 на , четырех элементах 12, 13, 14, 15, величины сопротивлений которых одинаковы . Первый генератор тока 9 через дополнительный транзистор (ДТ) 17 устанавливает режимные токи входных транзисторов 1, 2 и выход ных транзисторов 3, 4. Генератор , тока 10 через ДТ 16 устанавливает . режимные токи в ДТ 18 и 19. Резисторы 7 и 8 необходимы для установле- : ния коэф. усиления входного сопротивления и входного динамического диапазона дифференциального усилителя (ДУ). При подаче на входы ДУсинфазного входного напряжения U. х § положит, полярности напряжение через ДТ 18 подается к второму отводу резистивного делителя II. Ток через элементы 14 и 15 возрастает на веисФ вх. п личину , а через элементы 12 ZK и I3 на столько же уменьшается. СО ел 4 СП

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PKCflYSЛИН

„„SU„„1195415 сЮ4 Н 03 Р 3/45

РЯ

l

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTGPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2l) 3716 195/24-09 (22) 27.03.84 (46) 30.11.85. Бюл. II 44 (72) С. Г. Иванов, В. А. Лужаев и В. Ф. Федючок (53) 621 375.024(088.8) (56) Гребен А. Б. "Проектирование аналоговых интегральных схем", М.:

Энергия, 1976, с. 1)7, рис. 5-23.

Авторское свидетельство СССР

0 427451, кл. Н 03 Р 3/45, 05.05.74. (54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ. (57) Изобретение относится к радиоэлектронике и может использоваться в быстродействующих и высоковольтных усилителях и компараторах напряжения. Цель изобретения — расширение диапазона напряжений источника питания и диапазона синфазных входных напряжений. Напряжения источника питания приложены к делителю 11 на,четырех элементах 12, 13, 14, 15, величины сопротивлений которых одинаковы. Первый генератор тока 9 через дополнительный транзистор (ДТ) 17 устанавливает режимные токи входных TpBHsMcTopoB 1 2 и Выходных транзисторов 3, 4. Генератор тока 10 через ДТ 16 устанавливает режимные токи в ДТ 18 и 19. Резисто- ры 7 и 8 необходимы для установления коэф. усиления входного сопротивления и входного динамического диапазона дифференциального усилителя (ДУ). При подаче на входы Дусинфазного входного напряжения Бс „ положит. полярности напряжение через

ДТ 18 подается к второму отводу реэистивного делителя II. Ток через элементы l4 и 15 возрастает на веUcO. ax личину ††- — — а через элементы 12

2R и !3 на столько же уменьшается.

-1195415

Следовательно, напряжения на базах выходных транзисторов 3,4 и ДТ 16, 17,19 увеличиваются на величину

ПсФ, вх равную ††††. При любом значении

2R пробивного напряжения U <>. ð из диапазона 10-50 В диапазон напряжений питания м.б. равным удвоенной величине U

Изобретение относится к радиоэлектронике и может использоваться в быстродействующихи высоковольтных усилителях икопараторах напряжения.

Цель изобретения - расширение диапазона напряжений источника питания и диапазона синфазных входных напряжений.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема дифференциального усилителя.

Дифференциальный усилитель содержит первый 1 и второй 2 входные транзисторы, первый 3 и второй 4 выходные транзисторы,нагрузочные элементы 5и 6, первый 7и второй8 резисторы,первый 9и второй 10 генераторы тока делитель ll, выполненный на элементах 12, 13, 14 и 15, первый 16, вто.рой 17, третий 18 и четвертый 19 дополнительные транзисторы.

Дифференциальный усилитель работает следующим образом.

Напряжения источника питания приложены к делителю 11 на четырех элементах 12, 13, 14 и 15, величины сопротивлений которых одинаковы.

При отсутствии входного синфазного сигнала напряжения на базах первого 1 и второго 2 входных транзисторов равны нулю, напряжения между коллектором и эмиттером каждого транзистора дифференциального усилителя, а также на первом 9 и втором 10 генераторах тока и нагрузочных элементах 5 и 6 одинаковы и не превышают четверти диапазона напряжений источника питания. Первый генератор 9 тока через второй дополнительный транзистор 17 устанав.ливает режимные токи в первом 1 и втором 2 транзисторах, первом 3 и втором 4 выходных транзисторах, положит. U y qq при этом равно U q .р

При подаче на входы ДУ Ь „ отриц. полярности происходит аналогичный процесс. Диапазоны напряжений источника питания и U ф „ м.б. увеличены в (n + 2) раз, где n = 1, 2,...j.

Для этого необходимо введение и каскадно соединенных ДТ и и дополнительных элементов в делитель 11, 1 ил. включенных по схеме с общей базой, и нагрузочных элементах 5 и 6 ° Второй генератор 10 тока через первый дополнительный транзистор 16 устанавливает режимные токи в третьем 18 и четвертом 19 дополнительных транзисторах. Первый 7 и второй 8 резисторы необходимы для установления коэффициента усиления входного сопротивления и входного динамического диапазона дифференциального усилителя {ДУ).

При подаче на входы ДУ синфазного входного напряжения Б „ (наI пример, положительной полярйости)

15 оно через эмиттерный повторитель на третьем дополнительном транзисторе

18 подается к второму отводу резистивного делителя ll (точки соеди2О нения элементов 13 и 14 ). Ток через резисторы 14 и 15 при этом возрастает на величину равную U < >„/2g, а ток через элементы 12 и 13 на столько же уменьшается, следовательно, напряжения на базах первого 3 и второго 4 выходных и первого 16, второго 17 и четвертого 19 дополнительных транзисторов увеличиваются на величину, равную половине синфазного положительного входного напряжения Uqy q /2.

Положительное приращение тока в элементах 14 и 15, а также отрицательное приращение Фока в элементах 12 и 13 обеспечиваются через третий 18 и четвертый 19 дополнительные транзисторы.

Таким образом, при любом значе нии пробивного напряжения Ugy „р

4О из диапазона 10-50В диапазон напряжений питания может быть установлен равным удвоенной величине UÄ Ä, а з 1195415 максимальное положительное синфаз- т ное входное напряжение при этом ч равно U (пренебрегая падением на- э кэ.пр пряжения на прямосмещенных р-и и переходах схемы 1В ).

Аналогично, при подаче на входы о

ДУ синфазного входного напряжения н

U отрицательной полярности ток в через элементы 14 и 15 уменьшается к на величину, равную П ф „ /2R, ток 1p п через элементы 12 и 13 на столько же р возрастает, а напряжения на базах r первого 3 и второго 4 выходных и г первого 16, второго 17 и четвертого п

19 дополнительных транзисторов 15 т уменьшаются на величину, равную по- з ловине синфазного отрицательного и входного напряжения U z„/2. Полол жительное и отрицательное прираще- т ния токов обеспечиваются через пер- т вый дополнительный транзистор 16 пе вторым генератором 10 тока. Макси- де мальное отрицательное синфазное от напряжение при этом равно 0„ „ (пре- не небрегая надением напряжения на ни прямосмещенных р-и переходах схемы, по величиной 1В). те

Формула изобретения

Составитель И. Бодяхнна

Редактор А. Лежнина Техред Ж.Кастелевич Корректор М. Максимишинец.

Заказ 7421/56 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Диапазоны напряжений источника

° питания и синфазных входных напряжений могут быть увеличены не толь- ЗО ко в два, .а в (n+2) раз, где и =

=1,2,..., j. Для этого необходимо ,введение и дополнительных транэисторов, каскадно соединенных, а также введение и дополнительных элементов в делитель 11 между базами каждого из каскадно включенных дополнительных транзисторов.

Дифференциальный усилитель, содержащий первый и второй входные транзисторы и первый и второй выходные

4 ранзисторы, коллекторы которых ерез соответствующие нагрузочные лементы соединены с первой шиной сточника питания, к которой подлючен первый вывод делителя, первый твод которого соединен с объедиенными базами первого и второго

ыходных транзисторов, эмиттеры оторых подключены к коллекторам ервого и второго входных транзистоов соответственно, а также первый енератор тока, первый вывод котороо соединен с второй шиной источника итання, отличающийся ем, что, с целью расширения диапаона напряжений источника питания диапазона синфазных входных наряжений, введены первый, второй, ретий н четвертый дополнительные ранзисторы, второй генератор тока, рвый и второй резисторы, причем литель снабжен вторым и третьим водами, а его второй вывод соедин с второй шиной источника питая, к которой через второй генератор дключен эмиттер первого дополнильного транзистора, база которого соединена с третьим отводом делителя и с базой второго дополнительного транзистора, эмиттер которого подключен к второму выводу первого генератора тока, а коллектор через первый и второй резисторы — к эмиттерам соответственно первого и второго входных транзисторов и непосредственно — к базе третьего дополнительного транзистора, эмиттер которого соединен с коллектором первого дополнительного транзистора и с вторым отводом делителя, а коллек тор — с эмиттером четвертого дополнительного транзистора, коллектор которого подключен к первой шине источника питания, а база — к первому отводу делителя.