Повторитель напряжения

 

Использование: в электронных схемах различного назначения. Сущность изобретения: в повторитель напряжения, содержащий биполярные транзисторы 1, 2, 3 и 6 введены дифференциальные усилители 4 и 5, что увеличивает быстродействие при работе на емкостную нагрузку. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электронных схемах различного назначения.

Наиболее близким по технической сущности является повторитель напряжения, содержащий первый транзистор, база которого является входом повторителя напряжения, эмиттер соединен с коллектором первого токозадающего транзистора и базой второго транзистора, коллектор которого соединен с первой шиной питания и эмиттером первого токозадающего транзистора, эмиттер второго транзистора является выходом повторителя напряжения и подключен к коллектору второго токозадающего транзистора, эмиттер которого соединен со второй шиной питания.

Недостатком прототипа является относительно малое быстродействие при работе на емкостную нагрузку.

Цель изобретения увеличение быстродействия устройства при работе на емкостную нагрузку.

Указанная цель достигается тем, что в повторитель напряжения, содержащий первый транзистор, база которого является входом повторителя напряжения, эмиттер соединен с коллектором первого токозадающего транзистора и базой второго транзистора, коллектор которого в свою очередь соединен с первой шиной питания и эмиттером первого токозадающего транзистора, эмиттер второго транзистора является выходом повторителя напряжения и подключен к коллектору второго токозадающего транзистора, эмиттер которого соединен со второй шиной питания, введены первый и второй дифференциальные усилители, инвертирующие входы которых подключены к базе первого транзистора, неинвертирующие к эмиттеру второго транзистора, а выходы к базе первого и второго токозадающих транзисторов соответственно.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит биполярные транзисторы 1, 2, 3 и 6, дифференциальные усилители 4 и 5, причем база транзистора 1 является входом повторителя напряжения, эмиттер соединен с коллектором первого токозамещенного транзистора 6 и базой транзистора 2, коллектор которого соединен с первой шиной питания и эмиттером первого токозадающего транзистора 6, эмиттер транзистора 2 является выходом повторителя напряжения и подключен к коллектору второго токозадающего транзистора 3, эмиттер которого соединен со второй шиной питания, инвертирующие входы дифференциальных усилителей 4 и 5 подключены к базе транзистора 1, неинвертирующие входы к эмиттеру транзистора 2, а выходы к базам токозадающих транзисторов 6 и 3 соответственно.

Повторитель напряжения работает следующим образом.

При появлении на входе схемы, например положительного перепада, транзистор 1 закрывается, ток коллектора транзистора 6 течет в базу транзистора 2, усиливается и заряжает емкости нагрузки, при этом выходное напряжение отстает от входного, поэтому напряжение на инвертирующем входе дифференциального усилителя (ДУ) 4 становится больше, чем на неинвертирующем, вследствие чего появляется выходной ток ДУ 4, поступающий в базу транзистора 6, который усиливает его и передает в базу транзистора 2, что приводит к увеличению тока заряда емкости нагрузки.

Ток заряда емкости нагрузки равен I⁽₃⁺⁾ = Δu·S₄β₆·β₂, где Δu разность напряжения вход-выход; S₄ крутизна передачи ДУ 4; β_i коэффициент передачи тока i-го транзистора в схеме с ОЭ.

При появлении отрицательного импульса транзистор 1 открывается, забирая ток транзистора 6 и с цепи базы транзистора 2, при этом выходное напряжение отстает от входного, напряжение на неинвертирующем входе ДУ5 становится больше, чем на инвертирующем. Вследствие этого транзистор 3 открывается, что обеспечивает быстрый перезаряд емкости нагрузки.

Величина тока заряда при отрицательной полуволне I⁽₃^-) = Δu·S₅β₃.

У прототипа максимальный ток заряда при положительной полуволне I⁽₃⁺⁾ = I_o·β₂, где I₀ ток первого токозадающего транзистора, а при отрицательной полуволне I⁽₃^-) = I_o·K₃α₁,
где α₁ коэффициент передачи тока в схеме с ОБ;
K₃ коэффициент передачи тока транзистора 3.

Очевидно, что определяемая схема обеспечивает значительно больший ток перезаряда емкости нагрузки, а в результате более высокое быстродействие.

Литература: патент США N 4103248, H 03 F 3/18, опублик. 25.07.78, фиг.4.

Формула изобретения

Повторитель напряжения, содержащий первый транзистор, база которого является входом повторителя напряжения, эмиттер соединен с коллектором первого токозадающего транзистора и базой второго транзистора, коллектор которого соединен с первой шиной питания и эмиттером первого токозадающего транзистора, эмиттер второго транзистора является выходом повторителя напряжения и подключен к коллектору второго токозадающего транзистора, эмиттер которого соединен с второй шиной питания, отличающийся тем, что введены первый и второй дифференциальные усилители, инвертирующие входы которых подключены к базе первого транзистора, неинвертирующие входы к эмиттеру второго транзистора, а выходы к базам первого и второго токозадающих транзисторов соответственно.

РИСУНКИ

Рисунок 1