Дифференциальный усилитель

 

Изобретение относится к интегральной микроэлектронике. Цель изобретения - снижение входных токов и напряжения смещения. Дифференциальный усилитель содержит N-P-N-транзисторы (Т) 1 - 4 и 8, генераторы 5 - 7 втекающего тока, элементы смещения, выполненные на N-P-N-Т 9 и 10 в диодном включении, генератор 11 вытекающего тока, двухколлекторный P-N-P-Т 12, четырехколлекторный P-N-P-Т 13, элемент сдвига уровня, выполненный на N-P-N-Т 14 в диодном включении и резисторе 15, а также Т 16 и 17. Входной ток усилителя определяется разницей базового тока Т 1 и 2 и тока компенсации Т 13. Резистор 15 и Т 10 предназначены для компенсации снижения напряжения на эмиттерном P-N-переходе Т 13 вследствие малого тока эмиттера. В данном усилителе напряжение коллектор-база супер-β Т 1, 2 и 8 примерно равно нулю. Это расширяет диапазон допустимых значений коэф. передачи тока базы этих Т и, соответственно, их пробивных напряжений и приводит к некоторому снижению средних значений входных токов. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5t)5 Н 03 F 3/45

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ПНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4454963/24"09 (22) 05.07.89 (46) 30.08.90. Бюп. tl 32 (72) А.M. Заброда, В.С.Рысин и А.И. Сумской (53) 621.375.026(088.8) (56) Патент США В 4575685, кл. Н 03 F 3/45, опублик. 1986. (54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к интегральной микроэлектронике. Цель изобретения - снижение входных токов и напряжения смещения. Дифференциальный усилитель содержит и-р-п-транзисторы (Т) 1-4 и 8, генераторы 5-7 втекающего тока, эл-ты смещения, выполненные íà и-р-и-Т 9 и 10 в диодном включении, генератор 11 вытекающего

„.SU„„1589379 A 1

2 тока, двухколлекторный р-и-р-Т 12> четырехколлекторный р-и-р-T 13, эл-т сдвига уровня, выполненный на п-р-и-Т

t4 в диоцном включении и резисторе

t5 а также Т 16 и 17. Входной ток усилителя определяется разницей базоаого тока Т 1 и 2 и тока компенсапии

Т 13. Резистор 15 и Т 1О предназначены для компенсации снижения напряжения на эмиттерном р»п-переходе Т 13 вследствие малого тока эмиттера. В данном усилителе напряжение коллек- тор-база супер-р-Т 1,2 и 8 примерно равно нулю. Это расширяет диапазон допустимых значений коэф. передачитока базы этих Т и, соответственно, их пробивных напряжений и приводит к некоторому снижению средних значений вхОдных тОкова 3 з пе ф лы l иле

1589379

Изобретение относится к интегральной микроэлектронике и может быть использовано в аналоговых микросхемах на биполярных транзисторах преиму-.

t 5 щественно изготавливаемых по планарноэпитаксиальной технологии с изоляцией обратно смещенными р-п-переходами °

Цель изобретения — снижение вход- 1О ных токов и напряжения смещения, Tfa чертеже представлена принципиальная электрическая схема дифференциального усилителя.

ДиФференциальный усилитель содер- 15 жит первую пару n"р-и. транзисторов

1 и 2, вторую пару и-р-и-транзисторов 3 и 4, первый 5 второй 6, третий 7 генераторы втекающего тока„дополнительный и-р-и-транзистор 8,первый 20 и второй элементы смещения, выполненные на и-р-и-транзисторах 9 и 10 вдиодном включении, генератор 11 вытекающего тока, двухколлекторный Q-р-и-транзистора 12, четырехколлекторный р-и--р-транзистор

13, элемент сдвига уровня, выполнены.гй на и-р-п-транзисторе 14 и резисторе 15, а также транзисторы 16 и 17.

Дифференциальный усилитель работает следующим образом. ЗО

Входной ток дифференциального усилителя определяется разницей базового тока транзисторов 1 и 2 и тока,компенсации транзистора 13. Транзисторы 1, 2 и 8 идентичные супер-р-п-р-и-тран35 зисторы, токи генераторов 5 и 7 также одинаковы, а ток генератора 6 ровно в два раза меньше, в результате токи эмиттеров перечисленных транзисторов практически одинаковы, соответственно одинаковы и их базовые токи. Очевидно, что ток третьего коллектора транзистора 13 в точности равен току базы транзистора 8, первый, второй и чет- вертый коллекторы транзистора !3 вы- 45

I полнены идентичными, таким образом, токи всех этих коллекторов одинаковы и примерно равны току базы входных супер-р-транзисторов I и 2, что обеспечивает компенсацию входного тока дифференциального усилителя.

Коллекторный потенциал супер-р-n-р-и-транзисторов 1,2 и 8 задается цепью сдвига уровня входного синфазного сигнала, построенного на транзисторах 16 и 17. Отсчитав количество включенных в прямом направлении эмиттерных р-п-переходов от точки соединения эмиттеров транзисторов 1 и 2, что потенциал коллектора каждого из этих транзисторов примерно совпадает с потенциалом их базы. Резистор t5 а также транзистор 10 предназначены для компенсации снижения напряжения на эмиттерном р-и-переходе транзистора

13 вследствие малого тока эмиттера (этот ток примерно равен четырем входным токам транзисторов 1, 2 и 8), Для коэффициента передачи тока базы супер-р-транзистора около 2000 напряжение на эмиттерном переходе транзистора 13 при +12500 примерно на 0,2 В меньше, чем у транзистора 12. Коминал резистора 15 выбирают таким образом, чтобы скомпенсировать эту разницу в величине падения напряжения. Вместо транзистора 10 также можно использовать резистор, при этом величина падения напряжения ка нем не имеет столь существенного значения, как на резисторе 15, так как она определяет лишь напряжение на коллекторном переходе транзистора 12, которое может меняться в достаточно широком диапазоне.

Таким образом, в предлагаемом дифференциальном усилителе напряжение коллектор-база супер-р-транзисторов

1,2 и 8 примерно равно нулю, что расширяет диапазон допустимых значений коэффициента передачи тока базы этих транзисторов и, соответственно, их пробивных напряжений и приводит к некоторому снижению средних значений входных токов. формула изобретения

1. Дифференциальный усилитель, содержащий первую пару и-р-и-транзисторов, базы которых являются входами дифференциального усилителя, эмиттеры соединены с выходом первого генератора втекающего тока, коллекторы подключены соответственно к эмиттерам второй пары и-р-п-транзисторов, коллекторы которых являются выходами дифференциального усилителя, базы соединены с выходом генератора вытекающего тока, который подключен к эмнттеру двухколлекторного р-и-р-транзистора, первый коллектор которого и база соединены с выходом второго генератора втекающего тока, а также третий генерaòîð втекающего тока, дополнительный и-р-и-транзистор и четырехколлекторный р-и-ртранзистор, первый и второй коллекторы которого соединены соответственно

Составитель И. Водяхина

Техред Л.Сердюкова Корректор Л. Пилипенко

Редактор JI. Пчолинская

Заказ 2547

Тираж 668

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðîä, ул. Гагарина,301

5 15893 с базами первой пары и-р-п-транзисторов, третий коллектор — с базой дополнительного п-р-п-транзистора, четвертый коллектор — с базой четырехколлекторного р-п-р-транзистора, эмиттер

5 которого через первый элемент смешения соединен с коллектором дополнительного и-р-n"òðàíçèñòoðà, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью снижения входных токов и напряжения смещения, змиттер дополнительного и-р-и-транзистора соединен с выходом третьего генератора втекающего тока, который через введенный элемент сдви- 15 га уровня подключен к второму коллектору двухколлекторного р-п-р-транзис. тора и базе четырехколлекторного р-п-р-транзистора, эмиттер которого

79 6 подключен к базам второи пары и-р и транзисторов, соединенным с выходом генератора вытекающего тока через введенный второй элемент смещения.

2. Усилитель по и. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что элемент сдвига уровня выполнен на последовательно соединенных по постоянному току и-р-и-транзисторе в диодном включении и резисторе.

3. Усилитель по пп. 1 и 2, о т — . л и ч а ю шийся тем, что первый элемент смещения выполнен на и-р-итранзисторе в диодном включении.

4. Усилитель по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что второй элемент смещения выполнен на и-р-п-транзисторе в диодном включении.