Дифференциальный усилитель

 

Изобретение относится к электронике. Цель изобретения - расширение диапазона входных дифференциальных сигналов. Дифференциальный усилитель содержит транзисторы 1-12, нагрузочные эл-ты 13, 14, делители 15 и 16, источники тока, выполненные на транзисторах 17-22 и г-рах 23-28 тока, источник питания с шинами 29 и 30. Цель достигается выбором режимных токов транзисторов таким образом, чтобы обеспечить малый входной ток смещения, необходимые коэф. передачи и быстродействие дифференциального усилителя в широком рабочем диапазоне, в том числе при существенном уменьшении коэф. передачи тока базы транзисторов и изменении питающих и входных напряжений. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (191 (И) (1) 4 Н 03 F 3/45

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ, ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4274451/24-09 (22) 01.06 ° 87 (46) 15.08.89. Бюл. 1(30 (71) Московский инженерно †физический институт (72) Г.И.Егоров, В.А.Лужаев, Ю.Б.Рогаткин и В.Ф.Фелючок (53) 621.375.024 (088 ° 8)

I (56) Авторское свидетельство СССР

К 1195415, кл. Н 03 F 3/45, 1984. (54) ДИФФЕРЕНИИАЛЬНЫИ УСИЛИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электронике. Цель изобретения — расширение диапазона входных дифференциальных

1Б

2 сигналов. Дифференциальный усилитель содержит транзисторы 1-12, нагрузочные эл-ты 13, 14, делители 15 и 16, источники тока, выполненные на транзисторах 17-22 и г-рах 23-28 тока, источник питания с шинами 29 и 30.

Цель достигается выбором режимных токов транзисторов таким образом, чтобы обеспечить малый входной ток смещения, необходимые коэф. передачи и быстродействие дифференциального усилителя вшироком рабочем диапазоне, в том числе при существенном уменьшении коэф. передачи тока базы транзисторов и изменении питающих и входных напряжений. 1 ил.

1501256

Изобретение относится к электронике и может использонаться в быстродействующих и высоковольтных

Входной сигнал поступает на входные эмиттерные повторители, выполненные на восьмом и двенадцатом,транзисторах 8, 1?, режимные токи которых задаются третьим и шестым источниками тока на транзисторах

19, 22, Режимные токи этих, а также первого и четвертого источников тока на транзисторах 17, 20 выбираются таким образом, чтобы обеспечить 35 малый входной ток смещения, необходимые коэффициент передачи и быстродействие дифференциального усилителя в широком рабочем диапазоне, в т.ч, при существенном уменьшении коэффициентов передачи тока базы транзисторов и изменении питающих и входных напряжений.

ЯснО что ОднОВременно Выполнить 45 эти условия с эмиттерным повторителем легче, чем в собственно дифференциальном каскаде. Кроме того, использование транзисторов 19, 22 и седьмого и одиннадцатого транзисто50 ров 7, 11, режим по напряжению которых задается при помощи первого и второго делителей 15, 16 соответственно, позволяет уменьшить примерно в два раза максимальные напряжения между коллектором и эмиттером транзисторов. Это в свою очередь позволяет применять транзисторы с меньшими пробивными напряжениями, но с больусилителях и компараторах напряжений.

Цель изобретения — расширение диапазона входных дифференциальных сигналов.

На чертеже представлена принципи- 10 альная электрическая схема дифференциального усилителя.

Дифференциальный усилитель содержит первый †двенадцат транзисторы

1-12 соответственно, первый и 15 второй нагрузочные элементы 13 14, первый и второй делители 15, 16, первый-шестой источники тока, выполненные на транзисторах 17-22, генераторах 23-28 тока, первую и вторую шины 29, 30 источника питания.

Дифференциальный усилитель работает следующим образом.

О Ч„цК, «« Чц«

2I „= 2I где I2. и Т вЂ” токи генераторов

2ь 23 тока, (Iyg + т„)К = ЬЧ, где R — резистор в цепи коллектора транзистора 4(3), ДЧ вЂ” падение напряжения на открытом эмиттерном переходе любого из транзисторов или диоде ° Ех< eq + Чу<р, Чвх2= - Ч<р где V — синфазный входной сигнал, Ч вЂ” половина дифференциального входного сигнала.

Транзисторы„ у которых будет происходить увеличение напряжения Ч„, следующие: 1, 3, 18, 17, 9, 19, 10, 11, 12.

V kF

6) VKf <1

ПОскольку V g V < g рCV< < <

Ч«6

24, 27, режим по току которых определяется вторым и пятым генераторами

24, 27 тока. Источник тока смещения дифференциального каскада на первомчетвертом транзисторах 1-4, выполнен на транзисторах 17, 20 с генераторами

23, 26 тока, что позволяет обеспечить допустимые напряжения на транзисторах первого и четвертого источников тока смещения при различных сочетаниях синфазного и парафазного сигналов на входах дифференциального усилителя.

При анализе сделаны следующие допущения.

Допустимое напряжение на коллекторном переходе всех транзисторов изменяется в следующих пределах:

1501256

F (Чс Чду) 2дЧ + 2дЧ Ч Е Чгч + ЧД

sK 2 2 2 2

Е Vс Vam — (Е-V - ) -(V -V ) = — — — "+- ДЧ;

k iz ко сс1>

+ д = — +-- + — — — дЧ

Чс +V -5дЧ+Е Е Vc Ч э 3

2 2 2 2 2 (Е ЗДЧ) б Ч (F. ДЧ, . 1ожно показать, что при Ч = О для предложенного устройства

Определим максимальный дийференциальный сигнал при V = О.

Из системы (6) следует, что

Ч,

3(4) не вошел в насыщение, необходимо выполнить условие Vс, 6F..

Таким образом, диапазон изменения нходного дифференциального сигнала в данном устройстве больше, чем в устройстве-прототипе.

Формула и з о б р е т ения

Дифференциальный усилитель, соДержащий первый, нторой, третий, четвертый транзисторы, причем коллекторы третьего и четвертого транзисторов являются соответствующими выходами дифференциального усилителя и через соответственно первый и второй нагрузочные элементы соединены с первой шиной источника питания, а эмиттеры соединены с коллекторами соответственно первого и второго транзисторов, эмиттерные цепи которых через первый источник тока соединены с второй шиной источника питания, при этом между первой и второй шинами источника питания включены первый делитель, имеющий три отвода, а также последовательно соединенные по постоянному току пятый, шестой транзисторы и второй источник тока, причем база пятого транзистора подключена к базе четвертого транзистора, первый и второй источники тока выполнены каждый на транзисторе и генераторе тока,. включенном в эмиттерную цепь этого транзистора, коллектор которого является выходом соот" ветстнующего источника тока, л базы трлнзисторон первого и второго источников тока подключены к первому отводу первого делителя, второй отвод которого соединен с объединенными выходом второго источника тока и эмиттером шестого транзистора, о т л и ч л ю шийся тем, что, 15 с целью расширения диапазона входных дифференциальных сигналов, введены второй делитель, идентичный первому делителю, седьмой восьмой, девятый, десятый, одиннлдцлтьп, двенадцатый

2п транзисторы, третий, четвертый, пятый, шестой источники тока, идентйчные первому и второму источникам тока, при этом между первой и второй шинами источника питания включены

25 второй делитель, последовательно соединенные по постоянному току седьмой, восьмой трлнзисторн и третий. источник тока, последовательно соединенные по постоянному току девятый, 3р десятый транзисторы и пятый источник тока, а также последовательно соединенные по постоянному току одиннадцатый, дненадцатый транзисторы и шестой источник тока, причем четвертый источник тока включен параллельно первому источнику тока, базы транзисторон четвертого, пятого, шестого источников тока подключены к первому отводу второго делнтс ля, второй от4р нод которого соединен с объединенными эмиттером десятого транзистора и выходом пятого источника тока, базы второго и шестого транзисторов подключены к эмиттеру восьмого транэис45 тора, база которого является первым входом дифференциального усилителя, базы второго и десятого транзисторов соединены с эмиттером двенадцатого транзистора, база которого яв5О ляется вторым входом дифференциального усилителя, при этом база пятого транзистора подключена к эмиттеру седьмого транзисторл, блза которого соединена с третьим отводом первого

5 делителя, базы третьего и девятого транзисторов подключены к эмиттеру одиннадцатого трлнзисторл, база которого соединена с третьим отводом второго делителя.