Дифференциальный усилитель Советский патент 1984 года по МПК H03F3/45 

Игюбретение относится к радиотех нике и может использоваться в качес ве входных каскадов быстродействующих операционных усилителей. Известен дифференциальный усилитель с расширенным диапазоном актив ной работы 1 . Однако данный дифференциальный усилитель характеризуется неудовлет ворительными параметрами по дрейфу и ослаблению синфазных сигналов. Наиболее близким к изобретению по т€;хнической сущности является дифференциальный усилитель, содержа щий входной дифференциальный каскад на первом и втором транзисторах, первый и второй выходные повторители тока, входы которых соединены с коллекторами соответственно перво го и второго транзисторов, управляе мый генератор тока, вывод питания которого соединен с соответствующей шиной источника питания, и первый повторитель аока 2. Одна.ко известный дифференциальный усилитель характеризуется нелинейными искажениями за счет нелиней ности характеристики передачи. Ц€.ль изобретения - уменьшение искажений путем повышения линейност характеристики передачи. ЦЕШЬ достигается тем, что,в дифференциальный усилитель, содержащий входной дифференциальный каскад на первом и втором транзисторах, первый и второй выходные повторители тока, входы которых соединены с коллекторами соответственно первого и второго транзисторов, управляемый генератор., тока, вывод питания кото рого соединен с соответствующей шиной источника питания, и первый повторитель тока, введены первый, и второй дополнительные транзисторы первый, второй, третий и четвертый резисторы, первый и второй диоды, второй повторитель тока и источник смещения, при этом база-эмиттерные переходы первого и второго дополнительных транзисторов включены параллельно база-эмиттерным переходом соответственно первого и второг транзисторов, коллекторы первого и второго дополнительных транзисторов подключены непосредственно к катодсш соответственно первого и второго диодов, аноды которых соединены с источником смещения, а через соответственно первый и второй резисторы - к входам соответственно первого и второгоповторителей тока выводы питания которых соединены с входс1ми соответственно первого- и второго выходных повторителей тока, а вьссоды объединены и подключены к входу управляемого генератора ток выход которого через соответственно третий и четвертый резисторы под ключены к эмиттерам соответстьенно первого и второго транзисторов. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема дифференциального усилителя. Дифференциальный усилитель (ДУ) содержит входной дифференциальный каскад на первом и втором транзисторах 1 и 2, первый и второй, выходные повторители 3 и 4 тока, первый и второй повторители 5 и б тока, первый и второй дополнительные транзисторы 7 и 8, первый, второй, третий и четвертый резисторы 9 - 12, первый и второй диоды 13 и 14, управляемый генератор 15 тока на транзисторе 16 и источнике 17 тока, источник 18 смещения, шины 19 и 20 источника питания. Дифференциальный усилитель работает следующим образом. В статическом режиме () первый и второй диоды 13 и 14 закрыты. За счет глубокой отрицательной связи по синфазному сигналу,, замыкающейся через первый и второй дополнительные транзисторы 7(8), первый и ВТОРОЙ повторители 5(6) с единичным коэффициентом усиления ( К;)1) и транзистор 16, устанавливаются следующие режи:мы активных элементов 11 ., l 2 ( где , - ток источника 17 тока; ,5. S ,52,S-,,5g - площади эмиттерных переходов первого и второго транзисторов 1 и 2 и первого и второго дополнительных транзисторов 7 и 8;. 3.-10токи в первом и втором резисторах 9 и 10. В области малых входных напряжеНИИ крутизна преобразования U выходной ток ДУ tgj i HMeex две составляющие. Первая составляющая определяется передачей приращения тока i на выход ДУ через первый транзи °тор 1. Вторая зависит от коэффициен та усиления по току каналу, в который входит первый дополнительный транз истор 7 и первый повторитель 5 Заметим, что ,.l(.rV2(el (7)n2{8) эквивалентные входные сопротивл нии- параллельно соединенных перво го, второго и пер вого и второго дополнительных транзисторов 1(7) и 2(8) в схеме с общей базой.. При этом llO- -l). 8blX (-f-n) ,

где Kg- коэффициент усиления по току первого повторителя 5 относительно эмиттерного выхода.

Из формулы (13) следует, что наклон характеристики передачи ig,

f (Ug,) в области малых входных сигналов

Л(-М

.(.rV2(9l

По мере увеличения U, и вменяется напряжение на первом диоде 13. При некотором Ugj -V p 50-100 мВ первый диод 13 откроется, что изменит пёреНапример, при необходимо выбрать .

Таким образом, характеристика передачи данного дифференциального усилителя линейна и не имеет полочек вблизи точки согласования первого и второго участков Vf-p .

В предлагаемом дифференциальном усилителе за счет введения новых элементов обеспечиваются сравнительно большие уровни граничных напряжений V|-p 5-10 В и исключаются наиболее существенные изломы на характеристике передачи. дачу тока второму каналу от уровня К(1-п)К„ до уровня . Вместе с этим, однако, изменится и крудизна преобразования входного напряженияицх в прирагцения тока t третьего и четвертого резисторов 11 и 12 , Z ; -ех « 12 R. 4fi 11 1-1.-((11 Поэтому в области больших входных сигналов 50-100 мВ наклон характеристики передачи ДУ Vt(T, Условие линейности характеристики можно получить исходя из формул (14) и (167 (-М .1(71 lll2 bii.(,b.2(8)

P

I

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ. УСИЛИТЕЛЬ, содержащий входной дифференциальный каскад на первом и втором транзисторах, первый и второй выходные повторители тока, входы которых соединены с коллекторами соответственно первого и второго транзисторов, управляемый генератор тока, .вьлвод питания которого соединён с соответствующей шиной источника питания, и первый повторитель тока, о т л ичающийс я тем, что, с целью уменьшения искажений путем повышения линейности характеристики передачи, в него введены первый и второй дополнительные транзисторы, первый, второй третий и четвертый резисторы, первый и второй диоды, второй повторитель тока и источник смещения, при этом база-эмиттерные переходы первого и второго дополнительных транзисторов включены параллельно база-эмиттерным переходам соответственно первого и второго транзисторов, коллекторы первого и второго дополнительных транзисторов подключены : непосредственно к катодам соответственно первого и второго диодов, аноды С которых соединены с источником сме« щения, а через соответственно первый (Л и второй резисторы к входам соответственно первого и второго повторителей тока, вывода питания которых соединены с входами соответственно первого и второго ВЫХОДНЕЛХ повторителей тока, а выходы объединены и подключены к входу управляемого генератора тока, выход которого.через соответственно третий и четвертый 00 резисторы подключен к эмиттерам со ответственно первого и второго транзисторов . со да со

//

CD

..

%|