Входное устройство схемы сранения токов

 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в аналого-цифровых преобразоватеj лях и в цифровых измерительных приборах .цель изобретения - повышение быстродействия и расширение области применения достигается за счет введения в устройство семи транзисторов, двух промеясуточных многоэмиттерных транзисторов, двух многоэмиттерных транзисторов, четьфех резисторов и двух встречно-параллельно включенных диодов. Использование многозмиттерных транзисторов в выходном каскаде позволяет существенно увеличить его мощность . Устройство содержит входную шину 1, входные транзисторы 2 и 3, тины 6 и 7 положительного и отрицательного питания, источник тока 8 и 9, шину 10 нулевого потенциала, промежуточные многоэмиттерные транзисторы 19 и 22, выходные многоэмиттерные транзисторы 17 и 24, выходную .шину 26, транзисторы, резисторы и диоды. 1 йп. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (111

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3923619/24-21 (22) 08,07.85 (46) 30.12,87. Бюл. К- 48 (72) А.Д.Азаров, В.Я.Стейскал, А.Е.Рафалюк и В.В.Лысюк (53) 621.318 (088.8) (56) А Fast Latching Current Comparator for 12-Bit А/9 Applications.

IEEE JOURNAL OF SOLID- STATE CIRCUITS, чо1. sc-17, 1982, N 6, December. (54) ВХОДНОЕ УСТРОЙСТВО СХЕМЫ СРАВНЕНИЯ ТОКОВ (57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использова,но в аналого-цифровых преобразовате лях и в цифровых измерительных при с ° борах. Цель изобретения — повышение быстродействия и расширение области (584 Н 03 К 5 24 С 05 В 1 01 применения достигается за счет введения в устройство семи транзисторов, двух промежуточных многоэмиттерных транзисторов, двух многоэмиттерных транзисторов, четырех резисторов и двух встречно-параллельно включенных диодов. Использование многоэмиттерных транзисторов в выходном каскаде позволяет существенно увеличить его мощность. Устройство содержит входную шину 1, входные транзисторы 2 и 3, шины 6 и 7 положительного и отрицательного питания, источник тока 8 и

9, шину 10 нулевого потенциала, промежуточные многоэмиттерные транзисторы 19 и 22 выходные многоэмиттерУ ф ные транзисторы 17 и 24, выходную .шину 26, транзисторы, резисторы и диоды. 1 ил.

1 13634

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в аналого-цифровых преобразователях и цифровых измерительных приборах, Цель йзобретения — повышение быстродействия и расширение области применения устройства.

На чертеже представлена принципиальная схеме входного устройства схемы сравнения токов.

Входное устройство схемы сравнения токов содержит входную шину 1, соединенную с эмиттерами входных транзисторов ? и 3, базы которых 1 подключены непосредственно к базам и коллекторам первого 4 и второгс 5 транзисторов и соответственно к шинам

6 и 7 положительного и отрицательного . питания через первый 8 и второй 9 ис- 20 точники тока а эмиттеры подключены к шине 10 нулевого потенциала, при этом коллекторы входных транзисторов

2 и 3 подключены соответственно к коллекторам третьего 11 и четвертого 25

12 транзисторов, эмиттеры которых подключены соответственно через первый резистор 13 к шине 6 положительного питания и второй резистор 14 к шине

7 отрицательного питания, и базам 30 пятого 15 и шестого 16 транзисторов, причем коллектор пятого транзистора

15 соединен с базой первого выходного многоэмиттерного транзистора 17, коллектором соединенного с шиной 6 положительного питания, и базой седьмого транзистбра 18, коллектор которого соединен с эмиттером пятого транзистора 15, базой третьего транзистора

11 и базой первого промежуточного 40 многоэмиттерного транзистора 19, эмиттеры которого подсоединены к шине

6 положительного потенциала через третий резистор 20, а эмиттер седьмого транзистора 18 подключен к эмит- 45 теру восьмого транзистора 21, коллектор которого соединен с эмиттером шестого транзистора 16, базой четвертого транзистора 12, базой и коллектором второго промежуточного многоэмиттерного транзистора 22, эмиттеры которого подключены к шине 7 отрицательного питания через четвертый резистор 23, при этом коллектор шестого транзистора 16 соединен с базами восьмого транзистора 21 и второго выходного многоэмиттерного транзистора 24, коллектор которого соединен с шиной 7 отрицательного питания, а

52 эмиттеры непосредственно подсоединеI ны к эмиттерам первого выходного многоэмиттерного транзйстора 17 и agaходной шине, через пятый резистор

2? — к шине 10 нулевого потенциала и через параллельно включенные .шестой резистор 28 и параллельно-встречно включенные диоды 29 и 30 — к входной шине 1.

Входное устройство схемы сравнения токов работает следующим образом.

Если входной разностный ток . I

Вх равен нулю, то через эмиттеры входных транзисторов 2 и 3 протекает току значение которого Х э=? =I2=Хс, 2 " -см

rpe I, I — токи первого и второго источников тока," Т вЂ” ток смещения.

Так как токи баз пренебрежимо малы, то через коллекторы входных транзисторов 2 и 3 протекают соответственно таки I ™ Х ; Т р? . Данные токи поступаит на входы схем первых отражателей токов. Ток Т„ поступает на вход отражателя тока, собранного нй третьем транзисторе 11, третьем резисторе 13, промежуточном многоэмиттерном транзисторе 19, третьем резисторе ?0 и пятом транзисторе 15, а ток I„ — на вход отражателя тока, собранного на четвертом транзисторе

12, втором резисторе 14, промежуточном многоэмиттерном транзисторе 22, четвертом резисторе 23 и шестом транзисторе 16. Резисторы 13, 20 и 14, 13 используются для уменьшения влияния температурного дрейфа напряжения база — эмитт"ер транзисторов 11, 19 и

12, 22 соответственно. Через коллекторы транзисторов 15 и 16 протекают токи Т „, и Х „, поступающие соответственно в базы транзисторов 18 и 21, являющиеся вторыми отражателями токов, а также в базы транзисторов t7 и 24, образующих двухтактный выходной каскад. Через коллекторы транзисторов 18 и 21 протекают токи

I к18 и I 21 поступающие соответствен но на транзисторы 20 и 22 в диодном включении.

Использование такого принципа построения схемы позволяет за счет действия местной отрицательной обратной связи по постоянному току получить следующее значение: I

k — количество эмиттеров транзисторов 20 и 22.

35

40 45

3 136

Таким образом, токи покоя входного каскада и вторых отражателей токов задаются значением тока смещения

Т = Iy< = T, причем независимо от потенциалов эмиттеров транзисторов

18 и 2 1 значения коллекторных токов этих транзисторов остаются постоянными. Ток покоя транзисторов 17 и 24 выходного каскада определяется знаТэ = Еэ N I 11 Тэй э т э э18 эм 1 где N — количество эмиттеров транзисторов 17 и 24; I „„, I ?

I э „ — эмиттерные токй трайзисторов

17, 24, 18 и 21 соответственно.

Использование многоэмиттерных транзисторов в выходном каскаде позволяет увеличивать мощность последнего.

Если параметры пар транзисторов

2-4, 3-5, 11-19, 12-22, 18-17, 21-24, а также 15-16 идентичны и выполняются требуемые соотношения между резисторами 13-20, 14-23, то значение выhI алых

В случае невыполнения указанных условий на выходе появляется разностный ток nI, определяющий смещение нуля схемы.

Если, входной разностный ток ь| д ьь х не равен нулю и имеет, например, положительную полярность (втекает в схему), то транзистор 3 приоткрывается, транзистор 2 призакрывается.

Коллекторный ток транзистора 3 при этом увеличивается, а транзистор 2 уменьшается. Положительное приращение коллекторного тока лХ = hI6„ кз поступает в базу транзистора 16, который приоткрывается, вследствие чего увеличивается его коллекторный ток.

Увеличение эмиттерного тока транзистора 3 приводит к увеличению напряжения база-эмиттер на величину лП8 вызывая увеличение напряжения базаэмиттер транзистора 5 на эту же величину. Поскольку величина напряже- . ния между базами транзисторов 2 и 3 поддерживается постоянной, коллек- торный ток транзистора 2 уменьшается, отрицательное приращение коллекторнаго тока поступает в базу транзистора 15, призакрывая его, и коллек. торный ток уменьшается °

Увеличение коллекторного тока транзистора 16 приоткрывает транзистор 24, а уменьшение коллекторного тока транзистора 15 призакрывает транзистор 17, на выходе устройства

3452 4 появляется разностный ток аТ

Qbl y > Т „ К, где К вЂ” коэффициент передачи по току, при условии, что К вЂ” R /R P (P — коэффициент передачй по току транзистора 24, R28, R27 — величина резисторов 28 и 27).

Если nIд„ имеет отрицательную полярность (ток вытекает из схемы), то схема функционирует аналогично вследствие ее симметричности.

При изменении выходного напряжения разность потенциалов между база,ми транзисторов 17, 18 и 24, 21 ос тается постоянной. Это обусловлено тем, что, например, при увеличении напряжения база-эмиттер (транзистор

17 приоткрывается) одновременно уменьшается напряжение база-эмиттер транзистора 24 (транзистор 24 закрывается) и, наоборот, при запирании транзистора 17 приоткрывается транзистор 24. В результате, обеспечивается постоянный ток покоя, протекающий через транзисторы 18 и 21, независимо от уровня 6,I „ . Таким образом, значение выходного тока

,ТВ определяется только значением бьй входного тока кХ и не зависит от пх значения тока сМещения T.

"см

Значение выходного напряжения схемы аП определяется следующим разом: Uüè а Iâ пх 1 д7

Формула изобретения

Входное устройства схемы сравнения токов, содержащее первый и второй источники токов, первый и второи резисторы, первый и второй входные транзисторы, первый транзистор, шину положительного питания, шину отрицательного питания, входную и выходную шины, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения быстродействия-и расширения области применения, в него введены семь транзисторов, два промежуточных многоэмиттерных транзистора, два выходных многоэмиттерных транзистора, четыре резистора и два встречно-параллельновключенных диода, первый вывод пер" ваго из них соединен с входной шиной, соединенной с эмиттерами входных транзисторов, базы которых подключены непосредственно к базам и коллекторам первого и второго траи9НсТор0В и соответственно к шинам"

eVnum

Составитель Н.Харкин

Редактор А.Огар ТехредМ.Дидык Корректор И.Муска.., Заказ 6379/53 Тираж 900 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

5 136 положительного и отрицательного питания через первый и второй источники тока, а эмиттеры подключены к шине нулевого потенциала, при этом коллекторы входных транзисторов подключены соответственно к коллекторам третьего и четвертого транзисторов, эмиттеры которых подключены соответственно через первый резистор к шине положительного питания и второй резистор к шине отрицательного питания и базам пятого и шестого транзисторов, причем коллектор пятого тран-. зистора соединен с базой первого выходного многоэмиттерного транзистора, коллектором соединенного с шиной положительного питания и базой седьмого транзистора, коллектор которого соединен с эмиттером пятого транзистора, базой третьего транзистора и базой первого промежуточного многоэмиттерного транзистора, эмиттеры которого подсоединены к шине с

3452 е положительного потенциала через третий резистор, а эмиттер седьмого транзистора подключен к эмиттеру восьмого транзистора, коллектор которого соединен с эмиттером шестого транзистора, базой четвертого транзистора, базой и коллектором второго промежуточного многоэмиттерного транзистора, эмиттеры которого подключены к шине отрицательного питания через четвертый резистор, при этом коллектор шестого транзистора соединен с базой восьмого транзистора и базой второго выходного многоэмиттерного транзистора, коллектор которого соединен с шиной отрицательного питания, а эмиттеры непосредственно подсоединены к эмиттерам первого выходного многоэмиттерного транзистора и выходной шине и через пятый резистор — к шине нулевого потенциала и второму выводу первого диода, параллельно которому подключен шестой.