Дифференциальный усилитель Советский патент 1987 года по МПК H03F3/45 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в электроизмерительных устройствах.

Цель изобретения - уменьшение выходного сопротивления при сохранении точности коэффициента передачи и быстродействия.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема дифференциального усилителя.

Дифференциальный усилитель содержит в каждом плече входной транзистор 1, транзистор 2 связи, выходной транзистор 3, резистор 4, транзистор 5 обратной связи, конденсатор 6, генератор 7 тока, источник 8 опорного напряжения, дополнительный источник 9 опорного напряжения, а также элемент 10 связи, выполненный на диодах 11, 12, источнике 13 тока, резисторы 1А.

Дифференциальный усилитель работает следующим образом.

При отсутствии разности входных сигналов на входах по напряжению Bx.lH И Вх.2Н дифференциального усилителя отсутствует разность напряжений на выводах элемента 10 связи, подключенных к токовым входам Bx.lt и Вх.2Т дифференциального усилителя. Ток через элемент 10 связи из одного усилительного плеча в другое не протекает.

В каждом плече дифференциального усилителя часть тока генератора 7 тока через резистор Н и транзистор 5 обратной связи поступает в базу выходного транзистора 3. Ток, возни-g и уменьшением соответствующего тока в другом усилительном плече. Эта разность токов вызывает разность на пряжений между вьпсодами Вых. 1 и Вых.2. Коэффициент усиления, равный

кающий в выходном транзисторе 3, про- отношению выходной разности напряходит через резистор 4, транзистор 2 и входной транзистор 1, Таким образом, замыкается цепь отрицательной обратной связи с входа резистора 14 до коллектора входного транзистора 1. Токовый режим устанавливается таким, чтобы сумма тока, протекающего через резистор 14 и транзистор 5 обратной связи в базу выходного транзистора 3 и коллекторного тока входного транзистора 1, была равна току генератора 7 тока. Пренебрегая базовыми токами транзисторов, можно считать, что ток, протекающий через входной транзистор 1, равен току генератора 7 тока. Если в качестве элемента 10 связи используется резистор или другой пассивный элемент, то ток, протекающий через

45

50

55

жений к входной разности напряжений определяется отношением сопротивления резистора 4 к сопротивлению эле мента 10 связи. Влияние эмиттерных сопротивлений входных транзисторов 1 ослабляется в такой схеме соответ ственно значению коэффициента передачи тока базы выходного транзистора 3, По этой причине схема обладае большим входным сопротивлением со ctopoны входов по напряжению Вх,1Н и Вх.2Н и малым входным сопротивлением со стороны токовых входов Bx.lT и Вх.2Т. Это обеспечивает малое влияние дифференциального усили теля на источник входных сигналов - напряжения при подключении к входам Bx.lH и Вх,2Н или тока при подключении к входам Bx.lT и Вх.2Т.

выходной транзистор 3 и транзистор 2 связи, также равен току генератора 7 тока. Если элемент 10 связи содержит источник 13 тока, то его ток делится поровну между диодами 11 и 12 и добавляется к току, протекающему через транзисторы 2 и 3 и резистор 4. В любом случае токи в плечах

дифференциального усилителя равны, а значит равны напряжения на его выходах Вых.1 и Вых.2, определяемые напряжением на выходе источника 8 опорного напряжения Е за вычетом

база-эмиттерного напряжения транзистора 2 связи и падения напряжения на резисторе 4.

Если сигналы, приложенные к вхоам Вх,1И и Вх.2Н различны, то эта разность напряжений передается на элемент 10 связи и вызывает протекание тока между его выводами. Как показано выше, каждое усилительное

плечо охвачено отрицательной обратной связью, которая стабилизирует ток, протекающий через входной транзистор 1, на уровне, равном току генератора 7 тока. Поэтому ток, протекающий через злемент 10 связи, обеспечивается увеличением величины тока, протекающего через транзистор 2 связи, резистор 4 и вьгходной транзистор 3, в одном усилительном плече

и уменьшением соответствующего тока в другом усилительном плече. Эта разность токов вызывает разность напряжений между вьпсодами Вых. 1 и Вых.2. Коэффициент усиления, равный

отношению выходной разности напря5

0

5

жений к входной разности напряжений, определяется отношением сопротивления резистора 4 к сопротивлению элемента 10 связи. Влияние эмиттерных сопротивлений входных транзисторов 1 ослабляется в такой схеме соответственно значению коэффициента передачи тока базы выходного транзистора 3, По этой причине схема обладает большим входным сопротивлением со ctopoны входов по напряжению Вх,1Н и Вх.2Н и малым входным сопротивлением со стороны токовых входов Bx.lT и Вх.2Т. Это обеспечивает малое влияние дифференциального усилителя на источник входных сигналов - напряжения при подключении к входам Bx.lH и Вх,2Н или тока при подключении к входам Bx.lT и Вх.2Т.

313

Элемент 10 связи выбирается таким образом, чтобы при максимальном входном напряжении разностный ток в плечах дифференциального усилителя не превышал допустимого значения. В случае резистивного элемента 10 связи произведение его сопротивления на величину тока генератора 7 тока ограничивает допустимое значение вход- ных дифференциальных напряжений. Ограничение минимального значения сопротивления элемента 10 связи устраняется при его построении на двух встречно-последовательно включенных диодах 11 и 12 и источнике 13 тока. В этом случае нормальный токовый режим в усилительных плечах сохраняется при напряжениях перегрузки вплоть до значения напряжений на выходах источника 8 опорного напряжения и дополнительного источника 9 опорного напряжения. При перегрузке на входах один из диодов 11 или

12закрывается и весь ток источника

13протекает только в одном плече дифференциального усилителя. При этом входные транзисторы 1 остаются в нормальньгх рабочих режимах.

На низкой частоте сигнал в цепи обратной связи передается транзистором 5 обратной связи.

Высокочастотный сигнал обходит этот низкочастотный транзистор 5 через ускоряющий конденсатор 6. Граничная частота задается выбором номиналов резистора 14 и конденсатора 6. Резистор 14 может быть представлен

Редактор Е.Папп

Составитель И.Водяхина Техред И.Попович

Заказ 3847/54 Тираж 901Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5

5

о

5

54

эмиттерньм сопротивлением транзистора 5 обратной связи.

Формула изобретения

Дифференциальный усилитель, содержащий в каждом плече входной транзистор, включенный по схеме с общим коллектором, эмиттер которого подключен к коллектору транзистора связи, являющемуся токовьм входом одного плеча дифференциального усилителя, соединенным с токовым входом другого плеча через элемент связи, в каждом плече база транзистора связи соединена с выходом источника опорного напряжения, выходной транзистор, коллектор которого является выходом одного плеча дифференциального усилителя, база через параллельно соединенные конденсатор и коллектор - эмиттер транзистора обратной связи подключена к коллектору входного транзистора, соединенному через генератор тока с первой шиной источника питания, отличающийся тем, что, с целью уменьшения выходного сопротивления при сохранении точности коэффициента передачи и быстродействия, в каждом плече эмиттер транзистора связи через введенный резистор соединен с коллектором выходного транзистора, эмиттер которого подключен к второй шине источника питания, база транзистора обратной связи соединена с выходом введенного источника опорного напряжения.

Корректор Л.Бескид

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - уменьшение выходного сопротивления при сохранении точности коэффициента передачи и быстродействия. Дифференциальный у-ль содержит в каждом плече входной транзистор (Т) 1, Т 2 связи, выходной Т 3, резисторы 4 и 14, Т 5 обратной связи, конденсатор 6, г-р 7 тока, и два источника 8 и 9 опорного напряжения, а также эл-т связи 10, выполненный на диодах 11 и 12 и источнике 13 тока. Цель достигается введением в каждом плече источника 9 и в цепи обратной связи резистора 4, от которого зависит коэффициент усиления дифференциального у-ля. 1 ил. (Л