Усилитель постоянного тока

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 561280 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.0 /.73 (21) 1947 937у21

2 (511 М. Кл.

Н 03 Т 3/34 (23) Приоритет (43) Опубликовано 05 06 77Бюллетень Я 21 (45) Дата опубликования описания 18.08,77

Тооударственный квинтет

Совета Министров СССР оо делам изобретений н открытий (53) УДК 621.375.4 (088.8) (72) Авторы изобретения

A. С. Нагайкин и В. В. фоканов (7l) Заявитель (54) УСИЛИТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА с присоединением заявки №

Изобретение относится к информационноизмерительной технике, в частности к усилителям постоянного тока (УПТ) на дифференциальных каскадах, может быть использовано в устройствах масштабного преобразования высокочастотных токов и напряжений, а также дпя построении быстродействующих усилителей мощности.

Известны усилители постоянного тока на параллельнобалансных транзисторных кас- 10 кадах, в которых соседние каскады построены на транзисторах противоположных типов проводимости.

Наиболее близок к предлагаемому усилитель постоянного тока, содержащий транзисторные балансные каскады с источниками тока р эмиттерных цепях и гальвани-. ческими связями между каскадами.

Известные усилители постоянного тока имеют недостаточно высокую линейность в широкой полосе частот, что обусловлено влиянием барьерных емкостей эмиттерных и коплекторных переходов транзисторов, а также паразитных емкостей монтажных соединений при широком размахе управляющих напряжений, чтс особенно характерно дпя оконечных каскадов УПТ. цепь изобретения — повышение линейности в широкой полосе частот. ,цпя достижения этой цели усилитель постоянного тока, содержащий транзисторные бапансные каскады с источниками тока в эмиттерных цепях и гальваническими связямч между каскадами, снабжен двумя дополнительными транзисторами, включенными в коплекторные цепи предпоследнего каскада, причем их эмиттеры соединены между собой и с положительной шиной питания, коллекторы соединены с соответствующими коллекторами- предпоследнего каскада непосредственно, а базы-через регулируемые резисторы, На чертеже представлена принципиальная схема усилителя постоянного тока.

Схема состоит из входного бапансного каскада 1, предпоследнего каскада 2 на транзистооах 3,4 с источником тока 5, дополнительных транзисторов 6,7 с регулируемыми резисторами 8 и 9, выходного

561280 каскада 10 на транзисторах 11, 12 с источником тока 13.

Входной сигнал усиливается по напряжению каскадом 1 и поступает на ди< ферецциапьный вход каскада 2. В соответствии с величиной дифференциального сигнала, поступающего на вход каскада 2, общий эмиттерный.ток, вырабатываемой источником 5, перераспредепяется между коллекторами транзисторов 3 и 4 . Коппектопный ток, !î проходя через транзисторы 6 и 7, формирует выходное дифференциальное напряжение каскада 2. Поскольку транзисторы 6 и 7 при закороченных.ипи мапых,по номиналу регулируемых резисторах 8 и 9 оказываются включенными по схеме диода и через каждую пару транзисторов соответственно 4 и 6, 3 и 7 проходят примерно.одинаковые токи, то при идентичных транзисторах

3,4,6,7 выходное дифференциальное нап- 29 ряжение с каскада 2 не зависит от величины тока источника 5 и равно входному дифференциальному напряжен11ю этого же каскада, если входное дифференциальное напряжение не превышает величины прямого 25 падения напряжения на переходе эмиттербаза транзистора 3 ипи 4 при токе через переход, равном току источника 5.

Если же входное дифференциальное напряжение превышает величину прямого падения ЗО напряжения на переходе эмиттер-база транзистора 3 ипи 4, выходное дифференциальное напряжение не превышает величины прямого падения напряжения на переходах эмиттербаза транзисторов 6 и 7. Регулируемые резисторы 8 и 9 установлены дпя корректировки выходного дифференциального напряжения в случае неидентичности характе« ристик транзисторов 6,7 и незначительно изменяют величину выходного дифференциального сигнала каскада 2. Следовательно, выходное дифференциальное напряжение каскада 2 практически равно входному дифференциальному напряжению в рабочем диапазоне входных сигналов и в худшем спу45 чае, например дпя кремниевых транзисторов, не первышает 0,7-0,8 В. Переключение общего эмиттерного тока 1, генерируемого источником 5, между конпекто50 рами транзисторов 3,4 ны величину +0,45

3 вызывает изменения выходного диф1 ференциапьного напряжения каскада 2 примерно на +60 мв. В то же время дпя перекпючения общего эмиттерного тока 1 генерируемого источником 13 выходного каскада 10, на +0,4531 необходимо изменить выходное дифференциальное напряжение примерно на + +60 мв.

Гаммам оором, изменение напряжения на транзисторах в диодном включении 6 и 7 согласуется с изменением напряжений и токов через тры11зисторы каскада 10

li мапо з11висит от иепичины токе источниКо 5 ° если вынопняется условие 3 Ъ ., 1 де р коэффициент II(.1æäñi÷è тока трап- зисторов 11 и 12 выходного каскада. Cor ласование уровней выходных напряжений с каскада 2 с величинами переключаемых токов и соответствук1ших им напряжений на переходах эмиттер-база транзисторов

11,12 выходного каскада 10, а также тот факт, что управляющее напряжение не превышает прямого падения напряжения на транзисторах в диодном включении 6 и 7, приводит к уменьшепйю влияния барьерных емкостей эмиттерных переходов транзисторов 11,12 каскада 10 и к уменьшению нелинейных искажений передаточной характеристики У!1Т в широкой поносе преобразуе мых ч ас тот.

Влияние берьерных емкостей эмиттерных переходов транзисторов и паразитных емкостей монтыжных соединений тем больше, чем больше размах управяющих напряжений (особенно смешающих переход в обратном. направлении), что характерно для последних каскадов многокаскадных УПТ, Поэтому на ибопьший эффект улучшения линейности

УПТ в широкой полосе частот от уменьшения барьерных емкостей эмиттерных переходов достигается 11ри установке транзисторов в диодном вкпючении в предпоследнем каскаде. Повышению линейности УПТ в широкой полосе частот способствует также расширение частотной характеристики каскада 2, что обусповпепо независимостью выходного дифференциального напряжения каскада от величины тока источника 5.

При этом, если транзисторам 3 и 4 присуще одинаковое зы1"ухание частотных характеристик, зависимость выходного дифференциального напряжения от частоты преобразуемых сигналов резко уменьшается (11опоса преобразуемых частот каскада возрастает в 10-20 раз ).

Таким образом, включение допопнительных тоанз11сторов в диодном режиме в пред последнем каскаде У1ГГ улучшает линейность в широкой поносе частот.

Формула изобретения

Усиiiитепь постоянного тока, содержащий транзисторные бапа1н;ные каскады с источниками тока в эмиттерных цепях и гальваниг ческими св11зими между каскадами, о т л ич а ю щ и и с и тем, что, с целью повышении п1п1ей1ности в широкой полосе. часI0 I, он r ныб;ке1» двумя допопнитепьными

561200

Составитепь Ф. Е1ареградский

Редактор Б. Фдотов Техред Н. Андрейчук 1<орректор В. Галас

Заказ 1588/157 Тираж 1065 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Г.!инистров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 транзисторами, вк почеппыми в коплекторные пепи аредпосподнего каскада, причем их эмиттеры соединены между собой и с попожителвпой шиной питания, колпекторы соединены с со л ветствующими коллекторами упомянуто J аредаоспеднего каскада не осрецств нпо, cl базы «через регулируемые резисторы.