Твердотельный усилитель с тепловой связью
Изобретение относится к электроизмерениям. Цель изобретения - увеличение линейности коэффициента усиления. Усилитель содержит преобразователь 1 электрической энергии в тепловую, выполненный на транзисторе 3, преобразователь 2 тепловой энергии в электрическую, выполненный на транзисторе 4, и потенциометр 5. Усилитель имеет линейную зависимость между входным и выходным сигналами, а также линейные характеристики преобразователей 1 и 2 во всем рабочем диапазоне токов. Преобразователь 1 обеспечивает преобразование всей мощности, выделяемой в коллекторном переходе транзистора 3, в тепло, а также исключает влияние температурных изменений коэффициента передачи по току и обратного тока коллекторного перехода на вольт-амперную характеристику перехода эмиттера - база. Для обеспечения высокого коэффициента преобразования электрической мощности в тепловую и управления его величиной в широких пределах активно используется обратная тепловая связь между эмиттерным и коллекторным переходами. 1 ил.
СООЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„.SU„, 156471Î А 1 (51) 5 Н 03 F 21/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (у) (С..
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1 (21) 4320047/24"09 (22) 23.10.87 (46) 15.05.90. Бюл. У 18 . (72) В.С ° Громов и Т.С. Григораш (53) 621.375.024(088,8) (56) Патент США М 3579137> кл. Н 03 F 15/00, 1971. (54) ТВЕРДОТЕЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ С ТЕПЛОВОЙ СВЯЗЬЮ (57) Изобретение относится к электроизмерениям. Цель изобретения — увеличение линейности коэффициента. усиления. Усилитель содержит преобразователь 1 электрической энергии в тепловую выполненный .на транзисторе 3, преобразователь 2 тепловой энергии в электрическую, выполненный на тран зисторе 4, и потенциометр 5. Усили2 тель имеет линейную зависимость между входным и выходным сигналами, а также линейные х-ки преобразователей и 2 во всем рабочем диапазоне токов
Преобразователь 1 обеспечивает преобразование всей мощности, выделяемой в коллекторном переходе транзистора
3, в тепло, а также исключает влияние температурных изменений коэффициента передачи по току и обратного тока коллекторного перехода на вольтамперную х-ку перехода эмиттер - база. Для обеспечения высокого коэффициента преобразования электрической мощности в тепловую и управления его величиной в широких пределах активно используется обратная тепловая связ: между эмиттерйым и коллекторным переходами. 1 ил.
1564710
Изобретение относится к электрическим измерениям может найти примеЭ ,нение в полупроводниковой радиотех нической и других областях промышленности и может быть использовано для
5 усиления или преобразования электрических сигналов звуковой частоты и постоянного тока.
Цель изобретения - увеличение линейности коэффициента усиления.
На чертеже представлена принципиальная электрическая схема твердотельного усилителя с тепловой связью.
Твердотельный усилитель с тепловой связью содержит преобразователь
1 электрической энергии в тепловую,,преобразователь 2 тепловой энергии в электрическую, первый и второй
1 ,транзисторы 3, 4, потенциометр 5.
Твердотельный усилитель с тепловой связью работает следующим образом.
Входной сигнал постоянного или переменного тока подается на диод 25
1 эмиттер - база первого транзистора ,3, при этом переход коллектор — база
,этого транзистора смещен источником питания в обратном направлении.
Выделяемая на коллекторе транзис"
1 ,тора 3 электрическая мощность приво дит к изменению температуры коллекто,ра. Изменения температуры коллектора
,первого транзистора 3 приводят к из. менению теплового потока в направле:нии от первого транзистора 3 ко вто рому транзистору 4, и, следовательно, к соответствующему изменению темпе,ратуры второго транзистора 4. Дирды эмиттер — база и коллектор - база
40 второго транзистора 4 смещены источником питания в прямом направлении. Известно, что прямое падение напряжения на диоде линейно изменяется с изменением температуры диода в диапазоне рабочих температур диода. Такое изменение связано с соответствующим изменением контактной разности потенциалов р-и-перехода диода.
Поскольку диод эмиттер - база вто50 рого транзистора 4 смещен в прямом направлении, а ток через диод определяется только величиной напряжения источника питания и величиной резистора, то с изменением температуры второго транзистора 4 величина тока через диод будет постоянна, несмотря на изменение напряжения на диоде.
Коллектор второго транзистора 4 через резистор может быть соединен с движком потенциометра 5, включенного параллельно источнику питания. Изменяя положение движка потенциометра
5, можно скомпенсировать контактную разность потенциалов коллекторного р-и-перехода второго транзистора. 4 напряжением от источника питания, и, таким образом, свести ток коллектора до нуля. При изменении температуры полупроводникового слоя изменяется контактная разность потенциалов коллекторного р-п-перехода линейно, с постоянным температурным коэффициентом, равным приближенно для германия и кремния 2 мВ/ C = ТК,Н. Ток, возникающий в цепи коллектора, также пропорционален температуре.
Таким образом, для выходного или коллекторного тока предлагаемый твердотельный усилитель с тепловой связью имеет линейную зависимость между входным и выходным сигналами, а также линейные характеристики преобразователей 1, 2 во всем рабочем диапазоне токов.
Преобразователь 1 мощности электрического сигнала в тепловой сигнал в предлагаемом устройстве выполнен на первом транзисторе, включенном по схеме с общей базой и при нулевой на-. грузке в цепи коллектора, что обеспечивает преобразование всей мощности, выделяемой в коллекторном переходе, в теПло, а также исключает влияние температурных изменений коэффициента передачи по току и обратного тока коллекторного перехода на вольт-амперную характеристику перехода эмиттер-база.. Кроме того, для обеспечения высокого коэффициента преобразования электрической мощности в тепловую (более 100) и управления его величиной в широких пределах активно используется обратная тепловая связь между эмиттерным и коллекторным пере-, ходами.
Использование изобретения позволит получить недорогой твердотель" ный усилитель с тепловой связью и с электрической изоляцией выходных цепей усилителя от входных цепей, в котором линейность. входных и выходных характеристик обеспечивает при усилении электрических сигналов отсутствия нелинейных искажений. При этом имеется возможность воспроизводить
15
Составитель 10. Рогаткин.
Редактор М, Бандура Техред Л. Сердюкова Корректор М, Ыароши
Заказ 1165 Тираж 647 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1 31
5 156471 образцы усилителя с наперед заданными параметрами, т.е. обеспечить взаимозаменяемость.
Формула изобретения
Твердотельный усилитель с тепловой связью, содержащий преобразователь электрической энергии в теплоФ вую и преобразователь тепловой энергии в электрическую, связанные между собой цепью тепловой связи, отличающийся тем, что, с целью увеличения линейности коэф0 6 фициента усиления, преобразователь электрической энергии в тепловую и преобразователь тепловой энергии в электрическую выполнены соответственно на первом и втором транзисторах, включенных по схеме с общей базой, при этом первый транзистор выполнен с тепловой связью между коллекторным и,эмиттерным переходами, источник питания в первом преобразователе подключен параллельно коллекторному переходу первого транзистора, а коллекторный переход второго транзистора смещен в прямом направлении.
