Каскодный усилитель

 

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - повышение быстродействия при сохранении максимального уровня выходного напряжения и расширение выходного динамического диапазона. Каскодный усилитель содержит входной транзистор 1, выходные транзисторы 2, нагрузочные резисторы 3, разделительные конденсаторы 4 и 8, линии задержки 5 и резисторы 6 и 7. Быстродействие каскодного усилителя достигается за счет выравнивания задержек сигнала отрицательной обратной связи по базовым цепям с возбуждающим сигналом по эмиттерным цепям транзисторов 2, а также за счет дополнительного форсирования переходного процесса путем совмещения линиями задержки 5 совместно с резисторами 7 функций ускоряющих цепей. Для расширения выходного динамического диапазона каждая линия задержки 5 выполняется управляемой. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 03 F 3/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4395964/24-09 (22) 21.03.88 (46) 30.01.90. Бюл. М - 4 (71) Томский институт автоматизированных систем управления и радиоэлектроники (72) В.Н. Ильюшенко и А.Н. Дьячко (53) 621.375.026(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1141562, кл. Н 03 F 3/42, 04.07.83. (54) КАСКОДНЫИ УСИЛИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения — повышение быстродействия при сохранении максимального уровня выходного напряжения выходного динамического диапа- . ,зона. Каскодный усилитель содержит

„„SU„, 1539961 А1

2 входной транзистор 1, выходные тран= зисторы 2, нагрузочные резисторы 3, разделительные конденсаторы 4 и 8, линии задержки 5 и резисторы 6 и 7.

Быстродействие каскодного усилителя достигается за счет выравнивания задержек сигнала отрицательной обратной связи по базовым цепям с возбуждающим сигналом по змиттерным цепям транзисторов 2, а также за счет дополнительного форсирования переходного процесса путем совмещения линиями задержки 5 совместно с резисторами 7 функций. ускоряющих цепей, Для расширения выходного динамического диапазона каждая линия задержки 5 выполняется управляемой. 1 s.ï. ф-лы, 3 ил.! 539961

Изобретение относится к радиотех- йике и может быть использовано в вы >оковольтных быстродействующих радиотехнических устройствах различно- 5 го назначения, в частности в осциллографах.

Цель изобретения — повышение быст— родействия при сохранении максимального уровня выходного напряжения и расширения выходного динамического диапазона.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема каскодно1 о усилителя; на фиг. 2 — примеры

Конкретных реализаций линий задержки (а — в виде двухпроводной линии передачи, б — в виде звена на сосредоточенных индуктивности и емкости); на фиг. 3 — принципиальная электрическая схема каскодного усилителя с управляемой линией задержки, Каскодный усилитель содержит входной транзистор 1, N выходных транзисторов 2, N+1 нагрузочных резисто;ров 3, N разделительных конденсаторов 4, N линий 5 задержки, резисторы

6, N дополнительных резисторов 7,,N дополнительных разделительных конденсаторов 8. 30

Каскодный усилитель работает следующим образом, До подачи усиливаемого сигнала в базу входного транзистора 1 постоянное напРяжение равномеРно Распределя- 35 ется на транзисторах каскодного усилителя высокоомным делителем напряжения смещения на резисторах 6. Входной сигнал, поступающий в базу транзистора 1, усиливается, инвертирует- 40 ся и с коллектора этого транзистора. подается на эмиттер первого выходного транзистора 2, открывая его и все последующие транзисторы. Ток сигнала, протекающий через резисторы 3, вызы- 45 вает на них изменение напряжений, которые через N разделительных конденсаторов 4, N линий 5 задержки и N дополнительных конденсаторов 8 передаются на базы соответствующих выход— ных транзисторов 2, чем достигается равномерное распределение напряжений, необходимое для надежной работы транзисторного каскодного усилителя.

Повышение быстродействия в предложенном усилителе обеспечивается вы55 равниваем задержек воздействия напряжения отрицательной обратной связи по базовым цепям выходных транзисторов 2, что достигается выбором времени задержки N-1 линии задержки равным >, > (N-1)-й линии — 2С, и т.д., а первой линии — Nr (> — время задержки сигнала на переходе коллектор— эмиттер одного транзистора), и способствует одновременному открыванию всех выходных транзисторов 2 до начала действия отрицательной обратной связи. Кроме того, выходное сопротивление каждой линии задержки совместно с дополнительными резисторами 7 представляет собой ускоряющую резистивно-емкостную цепь.

Таким образом, быстродействие каскодного усилителя существенно повышается не. только путем выравнивания задержек сигнала отрицательной обратной связи по базовым цепям с возбуждающим сигналом по эмиттерным цепям выходных транзисторов 2, но и дополнительным форсированием переходного процесса путем совмещения линиями задержки функций ускоряющих цепей.

Величина максимального выходного напряжения в каскодном усилителе по сравнению с прототипом не уменьшается, так как эквивалентная величина параллельно-последовательного соединения сопротивлений 3 и 7 выбирается такой же, как и сумма величин сопротивлений нагрузочных резисторов про- тотипа.

Параметры физической эквивалентной схемы транзистора, а значит, и задержка, вносимая каждым транзистором> являются функциями от амплитуды входных воздействий ° Выравнивание задержек сигналов отрицательной обратной связи в диапазоне амплитуд входных сигналов достигается выполнением линий задержек управляемьпчи.

Например, путем выполнения линий задержки на основе LC-звеньев (фиг.3), где емкостными элементами являются варикапы, имеющие противоположный характер изменения своих параметро:в в сравнении с параметрами транзисторов от амплитуды переменных воздействий.

В итоге это способствует сохранению быстродействия в более широком, чем в прототипе, диапазоне выходных амплитуд.

Причем выравнивание задержки сигналов отрицательной обратной связи, кроме, повышения быстродействия в более широком диапазоне выходных ам39961

6 ных резисторов, первый вывод первого из которых соединен с шиной источника питания, другая шина которого является общей шиной, а второй вывод (N+l)-го нагрузочного резистора соединен с коллектором N-ro выходного транзистора, N разделительных конденсаторов, первые выводы которых соединены с базами соответствующих выходных транзисторов, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увели--. чения быстродействия при сохранении максимального уровня выходного напряжения, введены N линий задержки,,N дополнительных резисторов и N дополнительных конденсаторов, причем входы каждой из И линий задержки через соответствующий дополнительный кон20 денсатор подключены к второму выводу соответствующего нагрузочного резистора, а выход каждой линии задержки соединен с вторым выводом соответствующего разделительного конденсато25 ра, а через соответствующий дополнительный резистор — с общей шиной.

1. Каскодный усилитель, содержащий включенный по схеме с общим эмиттером входной транзистор, N выходных транзисторов, включенных последовательно относительно источника питания, причем эмиттер первого выходного транзистора соединен с коллектором входного транзистора, коллектор

N-го выходного транзистора является выходом каскодного усилителя, N+1 последовательно соединенных нагрузоч5 15 плитуд, повышает надежность безотказной работы такого каскадного усилителя. Это обусловлено тем, что все выходные транзисторы усилителя управляются одновременно и в любой момент времени достигается равенство напряжений на переходах коллектор — эмиттер всех транзисторов каскодного усилителя.

Каскодный усилитель по сравнению с известным отличается более чем в

2 раза высоким быстродействием при сохранении максимального уровня выходного напряжения, а каскодный усилитель по фиг. 3 отличается еще и в два раза более широким динамическим диапазоном выходных сигналов.

Формула изобретения!

2. Усилитель по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью расширения выходного динамического диапазона, каждая линия задержки выполнена управляемой.

i 539961

Корректор М.Пожо Редактор Л.Веселовская

Заказ 229

Тираж 650

Подписное

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, IOI

ВНИИПИ Государственного

1130351

Составитель И. Водяхина

Техред М.Дидык комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.