Усилитель

 

Союз Советекии

Социалисти ценских

Республик (и>662028 (61) Дополнительный к патенту— (22) Заявлено 31.10.73 (21) 1966860/18-09 (23) Приоритет — (32) 01.11.72 (51) М. Кл.

Н 03 ГЗ/42

Государствеииый иомитет

СССР по делам изобретеиий и открытий (31) 302866 (33) США

Опубликовано 05.05.79. Ьюллетень № 17 (53) УДК621.3?5. .024 (088.8) Дата опубликования описания 15.05.79

Иностранец

Адель Абдель Азиз Ахмед (APE) (72) Автор изобретения

Иностранная фирма

«РКА Корпорейшн» (США) (71) Заявитель (54) УСИЛИТЕЛЬ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для усиления тока в радиотехнических устройствах различного назначения.

Известен усилитель, содержащий источник питания, первый транзистор одного типа проводимости, .включенный по схеме с ОЭ, и второй — противоположного типа проводимости, коллектор которого соединен с коллектором первого транзистора, база — с источником опорного напряжения (!): — ..:.

Однако этот усилитель не обеспечивает необходимой стабилизации напряжения в рабочей точке.

Цель изобретения — повышение стабильности.

Для этого в усилитель, содержащии источник питания, первый транзистор одного типа проводимости, включенный по схеме с

ОЭ, и второй — противоположного типа проводимости, коллектор которого соединен с коллектором первого транзистора, база — с источником опорного напряжения, введен отражатель тока, выход которого соединен с базой первого транзистора, и третий транзистор того же типа проводимости, что и первый транзистор, эмиттер которого соединен с эмиттером второго транзистора, коллектор— с источником питания, а база — с входом отражателя тока.

На чертеже приведена электрическая принципиальная схема предложенного усилителя.

Усилитель содержит источник 1 питания, первый транзистор 2, второй транзистор 3, третий транзистор 4 и отражатель 5 тока, который состоит из транзисторов 6 и 7, кроме того усилитель содержит резисторы 8 — 10.

Усилитель работает следующим образом.

Транзистор 2 идентичен по своей структуре транзистору 4 и при тех же температурных условиях будет иметь те же характеристики связи коллекторного и базового токов, что и транзистор 4. Подобные характеристики могут иметь близкие по сеставу транзисторы, изготовленные в виде единой монолитной интегральной. схемы.

Отражатель 5 тока обеспечивает ток базы рабочей точки транзистора 4, равный току базы транзистора ". Этот отражатель 5

20 токов, выходной ток которого по амплитуде равен входному, называется обы но «зеркалом токов». Схема отражателя 5 токов обы(но содержит два транзистора, идентичных по структуре, объединенных в одной монолит662028

15

Формула изобретения

50 ной интегральной схеме и соединенных подобно транзисторам 6, 7.

Так как их токи базы подобны и они имеют подобные характеристики связи коллекторных и базовых токов, транзисторы 4 и 2 имеют одинаковые коллекторные токи. Ток эмиттера транзистора 2, близкий по значению его коллекторному току, поступает к узлу 11 через транзисторный усилитель, собранный по схеме с общей базой, включающий в себя транзистор 3 и резистор 8 и имеющий коэффициент усиления по току, приблизительно равный единице.

Так как постоянные токи, сходящиеся в узле 11 от транзисторов 4 и 2, равны по величине и противоположны по направлению относительно узла 11, то через сопро ивление нагрузки цепи коллектора транзистора 4 постоянный ток рабочей точки течь не будет. Следовательно, потенциал коллектора транзистора 4 будет в основном равен потенциалу узла 12.

Токи базы в рабочей точке транзисторов

4 и 2 задаются следующим способом.

Последовательное включение подключенного на манер диода транзистора 7 и перехода база-эмиттер транзистора 2 обеспечивает между узлом 13 и выводом эмиттера транзистора 2 падение напряжения, равное

2Vg,E (V BE — является падением напряжения постоянного тока на смещенном в прямом направлении полупроводниковом переходе и для кремниемых р-и-переходов приблизительно равняется 650 млВ.

Эмиттер транзистора 3 имеет смещение, равное 1 Ъвв, по отношению к узлу 14, возникающее за счет его перехода база-эмиттер. Напряжение на резисторе 8 (Vg) поддерживается равным напряжению, приложенному от источника 1 питания (V ) между узлами 14, 13 минус напряжения 2 Vsa и 1 Vae. Напряжение Vq, приложенное к резистору 8, определяет величину тока (1в ) через него, обеспечивающего токи эмиттеров транзисторов 2 и 3. Ток эмиттера нормально смещенного транзистора, каким является транзистор 2, является суммой его базового и коллекторного токов. Так как величина отношения (hg) между этими базовым и коллекторным токами известна, то при известном эмиттерном токе они могут быть легко подсчитаны. Коллекторный ток транзистора

2 равен (hp Ig//I+h ), à его базовый ток равен 1а (1+Ii+). Ток базы в рабочей точке транзистора 4 имеет то же значение, так как схема представляет отражатель 5 токов.

Транзистор, коэффициент усиления по току в прямом направлении которого приравнивается к коэффициенту усиления транзистора, для которого обеспечивается смещение током базы, может быть стабильно смещен средствами, обеспечивающими смещение напряжением базы, а его базовый и коллекторный токи могут быть использованы как опорные токи для определения базового и коллекторного токов транзистора, смещенного током базы.

Действия базовых токов в рабочих точках транзисторов 6, 7, 3 не должны учитываться, как оказывающие незначительное влияние на схему, это утверждение имеет силу для случаев, когда значение hp этих транзисторов превышает 20. Влияние базовых токов транзисторов 6, 7 уменьшает коэффициент усиления по току схемы отражателя токов 5 ниже значения, равного единице, это влияние при необходимости может быть устранено путем использования более сложной его схемы. Если ток базы в рабочей точке транзистора 3 будет приравнен току базы в рабочей точке транзистора 2 (в случае, если их значения hp- равны), то это даст равные токи коллектора транзисторов

2 и 3, что обеспечивает равенство коллекторных токов транзисторов 4 и 3.

Транзисторный усилитель с общей базой на транзисторе 3 может рассматриваться как элемент, являющийся составной частью изображенной схемы и поддерживающий величину тока, протекающего через него, постоянной и может быть заменен другими известными схемами, функционирующими таким же образом, для обеспечения связи между выводом эмиттера транзистора 2 и узлом 11.

Усилитель, содержащий источник питания, первый транзистор одного типа проводимости, включенный по схеме с ОЭ, и второй — противоположного типа проводимости, коллектор которого соединен с коллектором первого транзистора, база — с источником опорного напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности, в него введен отражатель тока, выход которого соединен с базой первого транзистора, и третий транзистор того же типа проводимости, что первый транзистор, эмиттер которого соединен с эмиттером второго транзистора, коллектор — с источником питания, а база — с входом отражателя тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 366544, кл. Н 03 F 3/42, 1970.

662028

Составитель Меньшикова

Редактор И. Марховская ТехредО. Луговая Корректор Г, Назарова

Заказ 2798/72 Тираж 1059 Подписное

ll, H И И П И Государственного ком итета ССС Р по делам изобретений и открытий

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

Филиал ПП П «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4