Дифференциальный каскадный усилитель постоянного тока

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 3001.75 (21) 2101135/18-09 с присоединением заявки М— (23) Приоритет

Опубликованр 070132.Бюллетень 89 1

Дата опубликования описания 0701332

<11896753 (я)м. к,.>

H 03 F 3/343

Государственный комитет

СССР но дедам изобретений н открытий (53) УД 621. 375.. 024 (088. 8) (72) Автор изобретения

В.А.Барамидзе (71)заявитель (54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ КАСКОДНЫИ УСИЛИТЕЛЬ

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к электрои радиотехнике и может быть использовано при разработке схем операционных усилителей, логических устройств и измерительных усилителей.

Известны дифференциальные каскодные усилители постоянного тока (УПТ) содержащие каскады усиления, охваченные отрицательной обратной связью (1) .

Недостаток таких схем. заключается в малом подавлении синфазных помех.

Наиболее близким к предлагаемому является дифференциальный каскодный

УПТ, содержащий два каскада усиления, выполненные на парах транзисторов, включенных соответственно по схемам с общим эмиттером .и с общей базой, в которых стабилизация потенциала баз относительно общего провода осуществляется при помощи стабилизатора тока (21.

Недостатком известного усилителя является отношение сигнал/синфазная помеха.

Кель изобретения — повышение отношения сигнал/помеха путем подавления синфазных помех.

Поставленная цель достигается тем что дифференциальный каскодный усилитель постоянного тока, содержащий входной, выполненный, например, по схеме с общим эмиттером, и выход-. ной, выполненный, например, по схеме с общей базой, транзисторные усилительные каскады, имеющие соответственно эмиттерную и коллекторную бесконечные динамические нагрузки, которые выполнены на компенсационных стабилизаторах тока, содержащих транзисторы, базами подключенные к транзисторам, включенным по схеме

1э диода, дополнительно содержит в цепи обратной связи выходного каскада усилительный элемент, выполненный на транзисторе, эмиттер которого через резистор подключен к источнику

20 питания выходного каскада н через стабилитрон подключен к общему проводу и к коллектору транзистора нагрузки входного каскада, база транзистора усилительного элемента соединена со средней точкой делителя напряжения, подключенного к эмиттерам транзисторов выходного каскада и через резистор с общим проводом, а коллектор транзистора уси30 лительного элемента соединен с ба89 6 753 зами транзисторов выходного каскада и через резистор - с коллектором транзистора, включенного по схеме диода, нагрузки выходного каскада.

На чертеже представлен дифференциальный каскодный УПТ, принципи- 5 альная электрическая схема.

Устройство содержит два усилительных каскада, выполненных на транзисторах 1 и 2, 3 и 4, первая пара которых включена по схеме с об- ® щим эмиттером, а вторая - по схеме с общей базой. Нагрузкой входного усилительного каскада на транзисторах 1 и 2 служит компенсационный стабилизатор тока, являющийся 35 для усилителя бесконечной нагрузкой, выполненный на транзисторе 5, коллектор которого подключен к общему проводу и к эмиттерам транзисторов 1 и 2, эмиттер через резис- 26 тор б подключен к источнику 7 смещения, а база соединена с коллекторно-базовой цепью транзистора 8,включенного по схеме диода, причем эмиттер транзистора 8 подключен к источнику 7 смещения, а коллекторно-базовая цепь через резистор 9 соединена с общим проводом. Базовые цепи транзисторов 1 и 2 соединены с источниками 10 и 11 сигналов, имеющими внутренние сопротивления 12 и 13. Коллекторные цепи транзисторов 3 и 4 связаны с коллекторными цепями транзисторов 14 и 15 параметрического стабилизатора тока, служащегс, как и стабилизатор тока входного усилительного каскада, бесконечной динамической нагрузкой.

Базы транзисторов 14 и 15 подключены к коллектору и базе транзистора

16, включенного по схеме диода, а 40 эмиттеры транзисторов 14 и 15 и 16 соединены с источником 17 питания.

В цепи обратной связи выходного усилительного каскада включен усилительный элемент, выполненный на транзисторе 18, эмиттер которого через стабилитрон 19 подключен к общему проводу и к эмиттерам транзисторов 1 и 2, а также через резистор 20 соединен с источником 17 питания. Коллектор транзистора 18 подключен к базам транзисторов 3 и 4 выходного каскада и через резистор 21 связан с коллекторнО-базовой цепью транзистора 16. База транзистора 18 соединена со средней точкой делите- 55 ля напряжения на резисторах 22 и 23, .включенного между эмиттерами транзисторов 3 и 4 и коллекторами транзисторов 1 и 2, а также через резистор 24 подключена к общему про- 60 воду.

Дифференциальный каскодный УПТ работает следующим образом.

При:повышенйи уровня сигналов источников 10 и 11 усилительный элемент на транзисторе 18 увеличивает глубину отрицательной обратной связи (ООС) по синфазным помехам и одновременно с этим глубину положительной обратной связи (ПОС) по сигналу. По этой причине входные сопротивления каскада на транзисторах

3 и 4 резко снижаются. что в свою очередь увеличивает коэффициент усиления по току входного каскада на транзисторах 1 и 2, а следовательно, и коэффициент усиления дифференциального усилителя по напряжению сигнала.

Усилительный элемент на транзисторе 18 совместно со стабилитроном

19, резисторами 22 и 23 представлеят собой компенсационный стабилизатор выходных коллекторных токов транзисторов 3 и 4, 1 и 2, что значительно повышает компенсацию синфазных помех дифференциального каскодного

УПТ.Одновременно с этим повышается коэффициент стабилизации потенциала без транзисторов 3 и 4 относительно общего провода. Так, например, синфазное изменение падений напряжений на транзисторах 1 и 2, после сравнения с опорной ЭДС, снимаемой со стабилитрона 19, усиливается усилительным элементом на транзисторе 18 и противофазе подается на базы транзисторов 3 и 4, что стабилизирует падение напряжения на транзисторах 1 и 2. Изменения потенциалов баз транзисторов 3 и 4 по каким-либо причинам также противофазно компенсируются напряжением небаланса, выделяемого на входе транзистора 18.

Таким образом, коэффициент усиления схемы по сигналу значительно возрастает, а подавление помех на выходе УПТ производится до нулевых значений, т.е. повышается отношение сигнал/помеха и снижается дрейф нуля

Компенсация помех и, следовательно, чувствительность предлагаемого дифференциального каскодного УПТ возрастают в К раз. где К -коэффициент усиления усилительного элемента в цепи синфазной 00С.

Изобретение может найти применение в интегральной технологии микросхем.

Формула изобретения

Дифференциальный каскодный усилитель постоянного тока, содержащий входной, выполненный, например, по схеме с общим эмиттером, и выходной, выполненный, например, по схеме с общей базой, транзисторные усилительные каскады, имеющие соответственно эмиттерную и коллекторную бесконечные динамические нагрузки, которые выполнены на компенсационных стабилизаторах тока, содержа896753

Составитель И.Горелова

Редактор Н.Ковалева Т@хред А. Савка Корректор Г. Огар

Заказ 11724/44 Тираж 9 53 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород,ул. Проектная, 4 щих транзисторы, базами подключенные к транзисторам, включенным по схеме диода, отличающийся тем, что, с целью повышения отношения сигнал/помеха путем подавления синфазных помех, он содержит в цепи обратной связи выходного каскада усилительный элемент, выполненный на транзисторе, эмиттер которого через резистор подключен к источнику питания выходного каскада и через стабилитрон подключен К общему проводу и к коллектору транзистора нагрузки входного каскада, база транзистора усилительного элемента соединена со средней точкой делителя

t напряжения, подключенного к эмиттерам транзисторов выходного каскада и через резистор с общим проводом, а коллектор транзистора усилительного элемента соединен с базами транзисторов выходного каскада и через резистор — с,коллектором транзистора, включенного tIo схеме диода, нагрузки выходного каскада.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 276170, кл. Н 03 F 3/04, 1969.

2. Заявка ФРГ Р 2039399, кл. Н 03 F 1/22, 1973 (прототип .