Широкополосный усилитель Советский патент 1986 года по МПК H03F3/42 

tJ239837

Изобретете относится к vinKpo3jieKTpoimKe может быть использовано для усиле гая мпульсных и гармонических сигналов в ом диапазоне частот.

Целью изобретения является уменьшение отребляемой мощности и фактора шума и величение коэффициента усиле1шя.

На фиг.1 представлена принщпшальная лектрическая схема предложенного широкопоосного усилителя по п. 1 формулы изобрете- я; на фиг. 2 - то же, по г 2 формулы зобретения; на фиг. 3 - то же, по п. 3 форулы изобретения; на фиг. 4 - то же, по .4 формулы. изобретения при N 3.

Предложенный широкополосный усилителгз одержит входной полевой транзистор 1, пер-, ый 2, второй 3. и третий 4 дополнительные полевые транзисторы первый 5, второй 6 и ретий 7 источники опорного напряже1шя и конденсатор 8.

Предложенньш широкополосный усилитель о п. I формулы изобретения-работает следующим образом.

Входной сигнал поступает на затвор входного полевого транзистора 1. Поскольку второй дополнительный полевой транзистор 3 . находится в активном режиме, то со стороны истока он имеет вь1ходное сопротивление Rg, 1 /g , где крутизна второго дополнительного полевого транзистора 3. Это выходное сопротивление является нагрузкой для входного полевого транзистора 1 по переменному сигналу. Позтому коэффи- циент усиления по напряжению должен составить К , , где 9, - крутизна входного полевого транзистора 1.

Чтобы обеспечить вь1сокий коэффицие1гг усиления приходится использовать полевые транзисторы с существенно разными крутизнами. Согласовать их по току удается путем частичной компенсации тока входного полевого транзистора 1 током первого дополнительного полевого транзистора 2, выходное сопротивление которого в активном режиме со стороны стока весьма велико. Поэтому подключение первого , дополнительного. полевого транзистора 2 параллельно второму дополнительному полевому транзистору 3 мало изменяет коэффициент усиления. Стабильность рабочей точки обеспечивается тем, что второй догюл1штельный полевой транзистор 3 включен по схеме иш окового повторителя и при выполнении условия а, д + 8j, где д - крутизна первого , дополнительного полевого транзистора 2, ион-, торяет напряжение первого источника 5 опорного напряжения без сдвига. Напряжение источника питания выбирается таким образом, чтобы все транзисторы в схеме могли паходитПр оп пр

5 пи соп РО уси

tQ 3 но то авт но

)5 ле зн З с со ни

2Q да шу

по ен

25 iDi те вк чт да пе вы

35 по ны

30

40

вх со те по во ст ч ни

и

вв и ст пи

55 те пе эт .вы

2

диться в активном режиме одновременно. При этом напряжение первого источника 5 опорного 11апряжения должно составлять, примерно полови1гу напряжегшя источника

питания. Если учесть собственное выходное сопротивлерше полевых транзисторов со сто- РОНЫ стока, то можно получить коэффициент усиления К:;().

В ишрокополосном усилителе по пп. 2 и

3 за счет включения третьего дополш1тель- ного полевого транзистора 4 и второго источника 6 опорного напряже1шя удается автоматически обеспечить задание оптималь- . ного рабочего режима работы входного полевого транзистора 1, что дает уменьшенное значени;е фактора шума. .В широкополосном З силителе по п. 2 удаетсяi обеспечить согласование входного conpoTHBHeifflH с сопротивлением источ шка входного сигнала, что приводат к еще больше:му уменьшеьшю фактора шума.

В лшрокополосном усилителе по п.4 получается повышенное значение коэффициента усиления. Во введенных дополнительiDiix .транзисторных ячейках вторые дополнительные полевые транзисторы 3 оказываются включеш1Ь Ми по схеме с общим затвором, - . что обеспечивает повыше1ше общего коэффи-. даента усиления ишрокополосного усилителя. При этом напряжение источника питания и первых ИСТОЧ1ШКОВ 5 опорного напряжения выбираются таким образом, чтобы обеспечить работу всех полевых транзисторов в активном режиме.

Предлагаемый широкополосньш усилитель позволяет уменьшить по сравнениЮ -с известным потребляемую мощность и фактор шума, увеличить коэффициент, усиления.

40

ФорМ ула изобретения

1. 11ирокополосный усилитель, содержащий входной полевой транзистор, исток которого соединен с общей шиной, и первый дополнительный полевой транзистор, сток которого подключен к шине источ шка питания, а затвор и исток объединены и подключены к стоку входного полевого транзистора, отличающийся тем, что, с целью уменьшения потребляемой мощности и фактора шума

и увеличе1шя коэффициента усш1е1шя, в него

введены первый источник опорного напряжения и второй допол штельный полевой транзистор, сток которого соединен с шиной источника питания, исток- с истоком первого дополни.тельного полевого транзистора, а затвор - с первым источником опорного напряжения, при этом первый и второй дополнительные поле- .вые транзисторы и первый источник опорного

3

напряжения образуют основную транзисторную ячейку, в которой точка соединения истоков первого л второго допопнительнь1Х полевых транзисторов является выходом широкополосного усилителя.

2.Усилитель по п,1, о тличающий- 1с я тем, что исток входного полевого транзис ;тора соединен с общей шиной через канал вве- денного третьего дополнительного полевого транзистора, затвор которого подключен к введенному второму источнику опорного напряжения, при зтом затвор входного полевого транзистора присоединен к введенному третьему источнику опорного напряжения, , а исток является входом широкополосного усилителя.

3.Усилитель по п.1, о т л и ч а .ю щ и й- с я тем, что исток входного долевого тран1

Фиг..

ВШ-1ИПИ Заказ 3407/ S5

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, А

37 4

знстора соединен с обшей ишной через параллельно включенные введенный конденсатор и какал введенного т етьего дополнительного полевого транзистора, затвор которого при- соединен к введенному второму источнику опорного напряжения.

4. Усилитель по пп. 1 или 2, или 3, о т - ли чающийся тем, что , сток второго дополнительного полевого транзистора соединен с шиной источника питания через N

дополнительных транзисторных ячеек, идентичн ых основной транзисторной ячейке, при этом кана;- лы вторых дополнительных полевых транзисторов всех дополнительных транзисторных ячеек

включены последовательно по постоянному току, а стоки первых дополнительных полевых транзисторов всех дополнительных транзисторных ячеек подключены к шине источника питания.

Тираж 816

Подписное

Изобретение относится к области микроэлектроники. Уменьшаются потребляемая мощность и фактор шума и увеличивается коэф, усиления. Усилитель (У) содержит входной пеленой транзистор (ПТ) 1, три дополнительных ПТ 2-4, три источника опорного напряжения (ИОН) и конденсатор 8. В У по п. 1 вводится ИОН 5 и ПТ 3, который включен по схеме истокового повторителя. Напряжение источника питания выбирается таким, чтобы все ПТ в схеме находились в активном режиме одновременно, а напряжение ЙС5Н 5 составляло его половину. В У по пл. 2 и .3 за счет чения ПТ 4 и ИОН 6 обеспечивается задание оптимального рабочего режима ПТ 1, что дает уменьшение: фактора шума. При обеспечении согласования входного сопротивле 1ия с сопротивлением источника входного сигнала обеспечивается еще большее уменьшение фактора. : шума. В У по п. 4 при включении, по схеме с общим затвором ПТ 3 обеспечивается повышение козф. усиления. Приводится схема по п. 3.3 з.п. ф-лы, 4 ил. 8 (Л OQ СО 00 00 sl Фке.З