Дифференциальный усилитель

 

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в качестве входного каскада в компараторах и переключателях тока. Цель изобретения - увеличение быстродействия дифференциального усилителя (ДУ), выполненного на транзисторах с генератором стабильного тока (ГСТ) в общей эмиттерной цепи, при одновременном снижении входного тока смещения . Сущность изобретения состоит во введении в общую эмиттерную цепь транзисторов, дифференциальной пары известного дифференциального усилителя с генератором стабильного тока трех дополнительных транзисторов другого типа проводимости, два из которых , образующие схему токового зеркала с транзистором в диодном включении , подключены базо-эмиттерными переходами между эмиттерами основных транзисторов ДУ и коллектором токозадающего транзистора ГСТ, а третий дополнительньй транзистор, включенный по схеме с общим коллектором, подключен базо-змиттерным переходом между эмиттером тркозадающего транзистора ГСТ и его эмиттерным резистором, при этом коллектор выходного транзистора схемы токового зеркала соединен с базой третьего дополнительного транзистора , что обеспечивает замыкание цепи отрицательной обратной связи, обуславливающей уменьшение зависимости тока смещения от скорости нарастания входного сигнала и уменьшение влияния паразитных емкостей при высокой скорости нарастания входного сигнала. 1 ил. (Л ю о ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 03 F 3 45 ф +. IAQ,+ с 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3610269/24-09 (22) 23.06.83

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

1 (46) 23. 12.86. Бюл.,й 47 (71) Научно-исследовательский институт, электронной интроскопии при Томском ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте им. С.М.Кирова (72) В.Я.Грошев (53) 621.375.024 (088.8) (56) Заявка ФРГ У 2633952, кл. Н 03 F 3/45, 1977.

Шило В.Л. Линейные интегральные схемы в радиоэлектронной аппаратуре. — М,: Советское радио, 1979, с. 217, рис. 5.1а (54) ДЙФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в качестве входного каскада в компараторах и переключателях тока.

Цель изобретения — увеличение быстродействия дифференциального усилителя (ДУ), выполненного на транзисторах с генератором стабильного тока (ГСТ) в общей эмиттерной цепи, при одновременном снижении входного тока смеще„„SU„„12?9050 А1 ния. Сущность изобретения состоит во введении в общую эмиттерную цепь транзисторо@ дифференциальной пары известного дифференциального усилителя с генератором стабильного тока трех дополнительных транзисторов другого типа проводимости, два из которых, образующие схему токового зерка" ла с транзистором в диодном включении, подключены 6а30-эмиттерными переходами между эмиттерами основных транзисторов ДУ и коллектором токозадающего транзистора ГСТ, а третий дополнительный транзистор, включенный по схеме с общим коллектором, подключен базо-эмиттерным переходом между эмиттером токозадающего транзистора

ГСТ и его эмиттерным резистором, при этом коллектор выходного транзистора схемы токового зеркала соединен с базой третьего дополнительного транзистора, что обеспечивает замыкание цепи отрицательной обратной связи, обуславливающей уменьшение зависимости тока смещения от скорости нарастания входного сигнала и уменьшение влияния паразитных емкостей при высокой скорости нарастания входного сигнала.

1 ил.

1 12790

Изобретение относится к радиоэлектронике и может использоваться в качестве входного каскада в компараторах и переключателях тока.

Цель изобретения — увеличение быстродействия при одновременном снижении входного тока смещения.

Прин ипиальная электрическая схема дифференциального усилителя, выполненного согласно данному изобретению, 10 приведена на чертеже.

Дифференциальный усилитель (ДУ) содержит два основных п-р-п транзистора 1 и 2 с генератором 3 стабильного тока (ГСТ) в их общей эмиттерной I5 цепи, выполненным на основе токозадающего и — р-п транзистора 4 с источни— ком 5 напряжения смещения в цепи базы, резистором 6 — в цепи эмиттера, схемой токового зеркала — в цепи кол- 20 лектора и р-п-р транзистором 7 цепи обратной связи, включенным по схеме с общим коллектором и поцключенным базо-эмиттерным переходом между эмиттером токозадающего транзистора 4 и 25 его эмиттерным резистором 6. При этом схема токового зеркала состоит из входного р-и-р транзистора 8 в диодном включении и выходного р-и-р транзистора 9, подключенных база- 30 эмиттерными переходами последовательно по постоянному току между эмиттерами входных транзисторов 1 и 2 и коллектором токозадающего транзистора 4, при этом коллектор выходного транзистора 9 схемы токового зеркала соединен с базой транзистора 7 цепи обратной связи.

Усилитель работает следующим образом. 40

При подаче напряжения питания и наличии постоянных потенциалов на входах ДУ в обеих ветвях ГСТ 3, образованных соответственно транзисторами 4, 7 и 8 и транзистором 9 и резистором 6, устанавливаются рабочие токи, сумма которых является выходным током ГСТ 3. Соотношение этих токов определяется отношением площадей эмиттеров транзисторов 8 и 9, образу-ющих схему токового зеркала.

Наличие глубокой отрицательной обратной связи с выхода схемы токового зеркала (т.е. с коллектора транзнстора 9) на базу транзистора 7 обуславливает высокую стабильность выходного тока СТ в переходных режимах ДУ.

При открывающем входном сигнале, например синфазном, паразитная емкость, шунтирующая выход ГСТ, образованная суммой емкостей база-эгя-.ттер транзисторов 1 и 2 и емкостей переходов коллектор-база транзисторов 4 и 9, заряжаясь, увеличивает суммарный ток смещения в общей эмиттерной цепи транзисторов 1 и 2.

Увеличение тока в коллекторной цепи транзистора 9 (определяемого суммой зарядного тока емкости коллектор-база транзистора 4, отраженного схемой токового зеркала, и зарядного тока емкости коллектор-база транзистора 9) приводит к увеличению падения напряжения на резисторе 6, прилагаемого в запирающей полярности к базоэмиттерным переходам транзисторов 4 и и 7, и, как следствие, к уменьшению коллекторных токов транзисторов 4 и

7, что эквивалентно уменьшению влияния паразитных емкостей.

При запирающем входном сигнале, синфазном или дифференциальном уменьшение тока, втека:ащего в ГСТ со стороны транзисторов 1 и 2 дифференциальной пары, сопровождается уменьшением падения напряжения на резисторе 6, что приводит к увеличению коллекторного тока транзисторов 4 и 7. При этом исключается .возможность нарушения нормального функционирования B режиме больших сигналов, характерномдля входных каскадов компараторов и переключателей тока, имеющаяся для обычного дифференциального усилителя вследствие впияния паразитных емкостей, шунтирующих ГСТ и способствующих уменьшению и даже полному исчезновению тока, смещающего транзисторы дифференциальной пары.

Так, например, при запирающем перепаде напряжения., поданном на вход одного из плеч обычного ДУ и состоянии отсечки в другом плече превышение скорости нарастания входного сигнала над скоростью перезаряда паразитной емкости входным током етабилизатора приведет к одновременному запиранию обоих греч ДУ, т.е к нарушению функционирования, В предлагаемом же ДУ отрицательные емкостные эффекты значительно ослаблены.

В другом случае, например, при входном синфазном импульсном перепаде отрицательной полярности база-эмиттерные переходы транзисторов 1 и 2

4 изобретения

Формула

I ! !

Составитель Э.Сапежка

Техред В.Кадар, Корректор С.черни

Редактор Г.Гербер

Заказ 6853/57 Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственнагo комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Праизвадс твенно .полиграфическое предприятие г, Ужгород, ул. 11pneF тнал

3. 12790 из-за паразитных емкостей, шунтирующих переход коллектор-база токостабилизирующего транзистора 4, смещаются в обратном направлении, что способствует уменьшению их эмиттерного тока.

Однако это уменьшение приводит к нарушению баланса токов в ветвях ГСТ 3, причем коллекторный ток транзистора

9 и падение напряжения на резисторе

6 уменьшаются, а коллекторные токи транзисторов 4 и 7 увеличиваются.

Увеличение этих токов приводит к увеличению скорости перезаряда паразитных емкостей, при этом существенно ослабляется зависимость тока смещения 1 входных транзисторов 1 и 2 ат скоро,сти нарастания входного сигнала. Следовательно, использование ГСТ 3 позволяет обеспечить постоянства така смещения ДУ при более высоких скорас — .

20 тях нарастания сигнала на ега входах, что эквивалентно снижению величины паразитных емкостей, шунтирующих ГСТ.

Таким образом, изобретение позволяет увеличить быстродействие ДУ при одновременном снижении входных токов смещения по отношению к обычному ДУ, быстродействие которого являешься зависимым от папярности вхоцного сигнала характеризующемуся большими тока—

3 30 ми смещения для устранения указанной ассиметрии.

Дифференциальный усилитель, содержащий два входных транзистора с генератором стабильного тока в их общей эмиттернай цепи. выполненным на основе под:, юченного базой к источнику смещения токозадающегб транзистора с резистором в его эмиттерной цепи, подсоединенным первым выводом к шине питания,отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия при одновременном снижении входного тока смещения, он имеет три дополнительных транзистора другого типа проводимости, причем первый из них. включенный па схеме с общим коллекторам, подсоединен ба- î.é с второму выводу указанного резистора, а эмнттерам — к эмиттеру таказадающе"o транзистора, а второй и третий дополнительные транзисторы, образующие схему токового зеркала с транзистором в диодном включении, подключена. базаэмиттерными переходами паследавательFIo по постоянному току между эмиттерами входных транзисторов и

1 коллектором тсказадающега транзистара, а коллектop транзи тора схемы токового зеркала соединен с базой первого допалнительнага транзистора,