Дифференциальный усилитель Советский патент 1983 года по МПК H03F3/45 

Изобретение относится к радиоизме рительиой технике и может использова ться в осциллографических устройствах, цифровых вольтметрах и приборах ядерной электроники. 1 Актуальность увеличения усиления, т.е. произведения коэффи циента усиления на полосу пропускани дифференциальных усилителей (ДУ ), возросла за последние годы в связи с интенсивным процессом микроминиатюризации схем. Увеличение плои1ади усиления ДУ позволяет сократить коли чество усилительных каскадов, уменьшить потребление энергии, повысить л нейность. и стабильность ДУ. Известен дифференциальный усилитель, содержащий в каждом плече первый и второй транзисторы, включенные соответственно по схеме ОЭ-ОБ, и нагрузку,при этом в общей эмиттерной цепи первых транзисторов включен генератор тока. Дифференциальный усили тель ( ДУ ) отличается простотой, малым дрейфом, высокой температурной стабильностью и быстродействием 1 о Существенным недостатком такого ДУ является небольшая площадь усиления. Для увеличения последней требуе ся не только использование транзисто ров с большой граничной частотой , но и установка значительных по со- противлению коллекторных нагрузок. Увеличение этих нагрузок необходимо для повышения коэффициента усиления ДУ, однако это приводит к сокращению полосы пропускания и, следовательно, площадь усиления практически изменяется мало В современных усилителях такое техническое противоречие разрешается путем увеличения количества каскадов и коллекторных токов транзисто|эов. Однако в этом случае возрастает неравномерность амплитудно-частотной характери тики, увеличивается объем и вес ДУ, ухудшается температурный режим транзисторов. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является дифференциальный усилитель, содержащий входной дифференциальный каскад, в каждом плече которого нагрузкой -является цепь из последовательно соединенных первого резистора, шунтированного конденсатором, выходного транзистора, включе ного по схеме с общей базбй и второго резистора С2 3 Недостатком этого дифференциального усилителя является небольшая площадь усиления Цель изобретения - повышение площади усиления. Поставленная цель достигается тем, что в дифференциальном усилителе,,содержащем входной дифференциальный каскад, в каждом плече которого нагрузкой является цепь из последовательно соединенных первого резистора, шунтированного конденсатором, выходного транзистора, включенного по схе ме с общей базой, и второго резистора, в каждом плече дифференциального усилителя между коллектором транзистора входнбго дифференциального каскада и первым резистором включен дополнительный резистор, шунтированный соответственно базо-коллекторным переходом дополнительного транзистора, эмиттер которого соединен с соответствующей шиной источника питания. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема дифференциального усилителя. Дифференциальный усилитель ( ДУ ) содержит входной дифференциальный кас кад не транзисторах Г и 1, включеных по схеме с общим эмиттером, выходные транзисторы 2 и 2, включенные по схеме с общей базой, дополнительные транзисторы 3 и 3 первые резисторы и А , вторые резисторы 5 и 5, дополнительные резисторы 6 и 6, конденсаторы 7 и 7, генератор 8 тока, источник 9 питания. Дифференциальный усилитель работает следующим образом. На симметричный вход входного дифференциального каскада на транзисторах 1 и 1 воздействуют входные сигналы противоположной полярности. В каждом плече ДУ возникает изменение коллекторного тока ДЭ (дЭ) , которое вызывает изменение падения напряжения на дополнительном резисторе () ( 6 ), что, в свою очередь, вызывает приращение в одном плече и уменьшение в другом эмиттерного тока выходного транзистора 2 (2) Л 2( которое направлено встречно токам Л (Jj )и проходит через первый резистор.4 (k } и транзистор З(З). Исходя из того, что потенциалы базы дополнительного транзистора 3 (З) и эмиттера выходного транзистора 2 (2) практически постоянны R6 )

3 1030953.

4U (4J-4J -4J )R4 и дополнительных резисторов 6 и 6, в

к4 ч 1 сЛ2 2/ сочетании с первыми резисторами « и

После несложных преобразований нахо- усиление (по току ) ДУ возрастает

ДИМ .B(uJ7-4:3)/43(f5b(fij,l-fH)/(R6+R4|fJo|J

AD -лЗ -лЗ л-} раз аа счет шунтирования первого R)/ зистора Д (4 конденсатором 7 (7

7(Rb + R4|B f)сопротивление звена R4C7 IR4-C1) на

высокой частоте можно сделать сколь

где ( модуль коэффициента усиле-угодно малым и. тогда (/iJyj- Jj) 1Ро

ния по току дополнительногоto показала экспериментальная протранзистора 3 (ЗК верка, данный дифференциальный усилиСледовательно, за счет введениятель в четыре раза дает выигрыш по

дополнительных транзисторов 3 (З)-площади усиления.

ДИФФЕРЕЩтДЯЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий входной дифференциальный каскад, в каждой плече которого нагрузкой является цепь из последовательно соединенных первого резистора, шунтированного конденсатором, выходного .транзистора, включенного rto схеме с общей базой, и второго резистора, о т л и ч а ю щ и и с я тем, 4to, с целью повышения площади усиления, в каждом плече дифференциального усилителя между коллектором транзистора входного дифференциального каскада и первым резистором-включен дополнительный резистор, 1иунтированный соответственно базо-коллекторным переходом дополнительного транзисто - . ра, эмиттер которого соединен с соот-. ветствующей шиной источника питания. СП о оо о со ел оо