Высоковольтный усилитель

 

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - расширение динамического диапазона с возможностью изготовления высоковольтного усилителя в интегральном исполнении без навесных элементов. Устройство содержит N усилительных каскадов 1, каждый из которых выполнен на транзисторах 2 - 6, первый, второй, третий, четвертый и пятый резисторы, резистивный делитель 12, источник 13 питания и источник 14 входного сигнала. Равномерное распределение напряжения между последовательно включенными транзисторами 2 - 6 высоковольтного усилителя задается с помощью резистивного делителя 12 напряжения. Коэффициент передачи, а следовательно и динамический диапазон данного усилителя в области низких частот не зависит от рабочей частоты вплоть до постоянного тока. Для повышения надежности высоковольтного усилителя в каждый каскад 1 может быть включен пятый резистор. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„.80„, 1587619 А 1

51)5 Н 03 F 3/42

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР

К А BTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (54) ВЫСОКОВОЛЬТЕ1ЫЙ УСИЛИТЕЛЬ (?1) 4453515/24-09 (22) 04.07.88 (46) 23.08.90. Бюл. Р 31 (71) Главная астрономическая обсерватория АН УССР (72) А.С.Делец (53) 621.375.024 (088.8) (Se) Полупроводниковая электроника в технике связи, вып.19. — И.: Связь, 1978, с.24, рис.18. (57) Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения — расширение динамического диапазона с возможностью изготовления высоковольтного усилителя в интегральном исполнении без навесных элементов. Устройство содержит п усилительных каскадов 1, каждый из которых выполнен

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1587619

20 усилителя в интегральном исполнении без навесных элементов.

На фиг. 1 Itp»BCJIC нл принципиальная

<: хема высоковольтного усиttltTCJIFI; «а 25 фиг.2 и 3 — варианты В1 1по>п!ения от-дельных элементов нь(соковольтного определяются тлк: р (Iк,)

"3

1 2

30 ными транзисторами высоковольтного

35 нала.

Высоковол> тн(,!11 y(.It>f1tòåëü работает

Следующим Образом.

EIpFf подаче в:<(?JIIIOI O (. III IIBJlл 1 !(х 40 от источника 14 т< к через первый ре-зистор 7 будет иметь знлч(ние

U tlat>(E

ДРл *en

U fI(7

13ьх -U 6з 2

1 р.

К1. Р«3

"U алых

К

< ах где V — ладош!е нлпряже нпя нл пе5ъ .> реходе база-эммитер вто-ро!(> трлзисторл 3;

Г. — с(>пр< тип!!ение первог< 7 резистора 7.

С другой CTnpoftbl этот ток является сУммои тОкОВ BToPBÃ n E э ll четвеРтого

Эг

1 тразисторов 3 It 5 nepnorn ycttJI«-- к+ тельного касклдл 1 1:

55

E " 1 +I

R2 аг на транзисторах 2--6, первый, BTopof)f, третий, четвертый и пятьш резисторы, резистивный JIOJIFIT(.JII 12, источник 13 питания и источш!к 14 BxoJtftoro cff!—

Нала. Равиомерное распределение нлп-Г>яжения между пос>1<>довлтельно вклю ченными транзисторами 2-6 высок(>Вольтного усилителя задается с ггпМощью резистинного делителя 12 нлпИзобретение относится к радиотех-! ! нике и мох<ет быть использовано B вы-1 око вол ьтных усилителях, ре гуля торах

1у стабилизаторах напряжения.

Цель изобретения -- расширение динамическо! О дилпл .3онл с возмОЖЙОСТЬЮ ИЗГОТОВЛЕНИЯ Bh!COI

Высоковольтный усилитель содер><ит

12 усилительных каскадов 1, каждый из которых выполнен нл первом, ВтОрОМ

Третьем, четвертом и пятом транзис 1орах 2-6, первый, второй, третий, четвертый и пятьш рсз1!сторы 7-11, реэистивный делится!. 12, источник 13 питания и источник 14 входного сиг-С целью упрощения дальнейших вык-падок примем с T;lò(1ческие коэффнви(нты ряжения. Коэффици<.нт передачи, а

cJteJJ,otJaTBJ1f.tto, и динамический диапазон данного усилителя в обласги низких частот не зависят от рабочей частоты вплоть до постоянного токл. Для повышения наде><ности высоковольтного усилителя в клждый клсклд 1 мох<ет быть включен пятый резистор. 2 з.п. ф--лы, 3 ил. усиления применяемых транзисторов

Одинаковыми и рлвш»ми /5. С учетом этого токи второго и четвертого транзисторов всех клсклдон будут соответственно равны токам второго и четвертого трлзисторов первого каскада.

Из np>tftftFftfltaJ! f схемы (фиг. 1) вид-но, что токи первого 2.1-2.п и третьего 4.1-4.п TpnftstfcTopoB равны и

Равномерное распределение напряжения между последовательно включен-усилителя задается с помощью реэистивного делителя 12 нлпря><ения, прн этом ток делителя (пренебрегля токами, Ответвляюшимися с базы четвер-того и пятого трл1(эисторов каждого каскада) будет рлвен гДе R eÄ-- СУммаРное сопРотивление резисторов делителя 12.

Иожно показать, что коэффициент передач!! Вь1соковольт!!Огo усилителя будет равен где К „ — коэффициент передачи резистивного делителя 12 по второму Выходу, соединенному с базой пятого транзистора б.n n-rn усилительного каскада .1,п, 1, > -- сопротивление третьего резисторл 9.

Полученное выра><ение показынает, что коэфф1!циент передачи, а следоваI тельно, и д1!Иамический диапазон данного усилителя по срлвнению с IIBB((Tшьм B Области срл!>ш1т Jfhllo низких

25

35

5 15876 частот не зависит от рабочей частоты вплоть до постоянного тока.

Кроме того, в предлагаемом высоковольтном усилителе с отрицательным напря:хе источника 13 питания резистивный делитель 12 задает смещение и входной ток для транзисторов типа п-р-п, которые по своим параметрам превосходят р-и-р транзисторы, используемые при создании высоковольтных схем с отрицательным напряжением питания, применяя известные технические решения. При этом предлагаемый высоковольтный усилитель будет иметь 15 значительно больший динамический диапазон.

Так как и-р-и транзисторы, входящие в состав предлагаемого высоковольтного усилителя, развязывают от резистивного делителя 12 р-п-р тран— зисторы, в качестве последних можно использовать наиболее технологичные полупроводниковые структуры, не предъявляя к ним жестких требований по статическому коэффициенту усиления и обратному току, что позволяет реализовать высоковольтные устройства по предлагаемой структуре в интегральном исполнении.

Указанные преимущества расширяют функциональные E303Mo7

Расширить динамический диапазон

При выполнении усилителя по фиг.2 в схеме возникает положительная обратная связь, препятствующая снижению k при уменьшении П я,» .

1 ток коллектора первого транзистора п-ão каскада ?к,, протекая по введенному четвертому резистору, создает на базе пятого транзистора п-го каскада смещения, компенсирующее падение тока эмиттера этого транзистора за счет Уменьшения Пе

Для повышения надежности высоковольтного усилителя в каждый каскад может быть включен пятый резистор 11 (фиг.3).

Введение пятого резистора 11 поз; воляет задать некоторый ток через четвертый транзистор 5 даже при закрытых транзисторах 2.1-2.п и 4.1-4.п.

При этом удается обеспечить более равномерное распределение напряжения вдоль последовательно включенных транзисторов и повысить тем самым надех<ность их работы в усилителе.

Таким образом, технико-экономическая эффективность от применения предлагаемого устройства по сравнению с известным заключается в расширении динамического диапазона в области низких частот вплоть до постоянного тока, что позволяет использовать предлагаемую структуру для построения высоковольтных усилителей постоянного тока, а также в качестве регулирующего элемента в стабилизаторах постоянного тока и т.п. Кроме того, отсутствие разделительных конденсаторов и возможность использования в качестве р-п-р транзисторов наиболее технологичных структур позволяет реализовать высоковольтные устройства с отрицательным напряжением питания на основе предлагаемой структуры в интегральном исполнении.

Фор мула изобретени я высоковольтного усилителя можно, включив четвертый резистор 10 (фиг.2): 50 в усилителе по фиг.! с уменьшением выходного напряжения будет падать и

Г ток пятого туг«..истора 6 п-ro каскада, а этот ток задает ток коллекто- . ра первого транзистора 2 п-го каска55 да, снижение которого приводит к ограничению выходного напряжения на нектором уровне, что эквивалентно снижению динамического диапазона.

1. Высоковольтный усилитель, содержащий п последовательно соединенных по питанию идентичных усилительных каскадов, первый и второй резисторы, источник питания, каждый из усилительных каскадов выполнен на первом и втором транзисторах одной структуры, причем коллектор второго транзистора соединен с базой первого транзистора, база второго транзистора первого усилительного каскада

1587619

Фиг. 3

Фиг. 2

Составитель 1О.Рогаткин

Техред Л.Сердюкова Корректор 1!Л1аропи

Редактор Е.Папп

Заказ 2426

Тираж 666

Подписное

ВНЕ!ПИ Госуларcтнc.нного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ U"ÑÐ

113035, Мо ква, Ж-35„ Раушская наб., д. 4/5

Производственно -излател .< кий комбинат "Патент", г. Ужгоро i, ул. Гагарина, 1 ll является входом устройства, а его эмиттер через первый резистор соединен с общей ниной, коллектор первого транзистора и-ro усилительноro кас5 када соединен с первым выводом нто1 ого резистора, который является выходом устройства, второй вывод второго резистора соединен с источ иком питания, коллектор первого

1 транзистора i-го усилительного кас-! када соединен с базой второго транистора (i+1)-го усилительного касада, причем i=1,2...(n-1), о т— а lo g H H с я ТЕМ> что, снедью !5

1 асширения динамического диапазона, веден резистинньш делитель с 2п ! !тводами, включенный между коллекто-! ром первого транзистора и-го усили1 ельного каскада и общей шиной, а в

Каждый из усилительных каскадов введены третий, четвертый и пятый тран1 исторы другой структуры, причем

5миттер, база и коллектор третьего транзистора соединены с эмиттером 25 первого, эмиттером четвертого и баЗой второго транзисторов того же усилительного каскада соответствен-. но, коллекторы второго и пятого тран-зисторов н каждом усилительном кас— каде обьединены,а коллектор четнер— того транзистора н каждом усилительном каскаде. соединен с эмиттером вто-. рого транзистора, -эмиттер пятого

1 транзистора 1-ro усилительного каскада соединен с эмиттером второго тран-зистора (i+1)-ro усилительного каскада, а эмиттер пятого транзистора п-ro усилительного каскада через дополнительно введенный третий резистор соединен с первым выводом второго резистора, базы четвертых и пятых транзисторов всех усилительных каскадов подключены к соответствующим отводам резистивного делителя

2. Усилитель по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что между коллектором первого транзистора п-го усилительного каскада и первым нынодом второго резистора введен четнертый резистор.

3. Усилитель по п.1, о т л и ч а ю Ш и и с я тем, что, с целью поньппения надежности, в каждом усилительном каскаде между базами первого и третьего транзисторов введен пятый резистор.

Высоковольтный усилитель Высоковольтный усилитель Высоковольтный усилитель Высоковольтный усилитель 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к радиотехнике

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в многокаскадных транзисторных усилителях

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для усиления высокой и промежуточной частоты радиоприемных устройств

Изобретение относится к микроэлектронике

Изобретение относится к радиотехнике и обеспечивает повышение КПД

Усилитель // 1350820

Изобретение относится к радиотехнике и обеспечивает повьппение быстродействия

Изобретение относится к радиотехнике

Изобретение относится к промышленной электронике и может быть использовано в приборостроении для формирования токового сигнала в нагрузке с произвольным сопротивлением, в схемах генераторов пилообразного напряжения

Изобретение относится к области промышленной электроники и может быть использовано в приборостроении для формирования токового сигнала в нагрузке с произвольным сопротивлением, в схемах генераторов пилообразного напряжения

Изобретение относится к области электронной техники и может быть использовано для построения усилителей на транзисторах, не искажающих усиливаемый сигнал

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в качестве промежуточных каскадов аналоговых микросхем различного функционального назначения (операционных усилителей, непрерывных стабилизаторов напряжения, перемножителей сигналов и т.д.)

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в качестве устройства усиления аналоговых сигналов, в структуре аналоговых микросхем различного функционального назначения (например, SiGe-операционных усилителях (ОУ), СВЧ-усилителях, компараторах, непрерывных стабилизаторах напряжения и т.п.)

Изобретение относится к области микроэлектроники и может быть использовано для усиления сигналов

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для усиления малых токов

Усилитель // 1732426
Изобретение относится к радиоэлектронике
Наверх