Дифференциальный усилитель Советский патент 1990 года по МПК H03F3/45 

Изобретение относится к радиоэлектронике, предназначено для использования качестве входного каскада в составе интегральных операционных усилителей и является усовершенствованием устройства по авт.св. ГФ 678640.

Цель изобретения - повышение максимального выходного тока.

На фиг, 1 представлена принципиальная электрическая схема дифференциального усилителя; на фиг. 2 - эквивалентная схема дифференциального усилителя.

Дифференциальный усилитель содержит входные транзисторы 1,2 и выходные транзисторы 3,4, составляющие два плечевых каскада на парах.транзисторов разной структуры, генератор 5 тока величиной 1о два эмиттерных повторителя на транзисторах 6,7, вспомогательный транзистор 8, цепь 9 смещения напряжением UCM, выполненная на резисторе 10, диодах 11 и 12, а также резистор 13 сопротивлением R, диод 14 в цепи база - эмиттер вспомогательного транзистора 8, образующих отражатель 15 тока.

Дифференциальный усилитель работает следующим образом.

При небольшом входном сигнале, когда дифференциальный усилитель работает в линейной области, каскад на транзисторах 6 и 7 закрыт и не потребляет ток питания.

Когда дифференциальное входное напряжение (фиг.1) становится больше по модулю величины - UCM + ЗУбэ, открывается транзистор 6 или 7 в зависимости от полярности сигнала, и через этот транзистор на- чинает протекать дополнительный ток I. Другой транзистор 7 или 6 оказывается закрытым, как и тра-нзистор противоположного плеча, и в результате эквивалентная схема усилителя выглядят как показано на фиг. 2. Протекание тока I через транзистор 8 отражателя 15 тока требует соответствующего увеличения тока через транзистор 1 за счет действия синфазной обратной связи, и выходной ток увеличивается вследствие этого в два раза. Амплитудная характеристика 1вых(ивх) определяется из условия: сумма падений напряжений на эмиттерных переходах транзисторов 1,3,7, резисторе 13 и напряжения смещения UCM равна входному напряжению - UBX (фиг.2);

.Ро

1 4-1о

I о п - р п

- (fH Й1

1+1с

1Ь|

п -.р

+UcM - I R - 61

I о р - п

kT

- UBX (1)

где --тепловой потенциал;

t o п - р - п , .| о р - п - р - тепловые

токи эмиттерных переходов п - р - п и р - п - р транзисторов соответственно. °

Решение (1) совместно с 1вых 21 + 1о )писывает в неявном виде 1вых(ивх):

f г/ 1вых+1о 42 1вых-1о Л

о I 1/ ч I I

I- 2lop-п-р lon-р- п-

см

(вых

D

R UBX .

(2)

20 Зависимость крутизны дифференциального усилителя получается дифференцированием (2) по UBX:

1вых Ь (

+

РГ

+

1вых

f) V .(3)

Из(1) следует, что при росте UBX выходной ток усилителя не ограничивается максимальным значением 1о, а продолжает 30 возрастать с крутизной (3), стремящейся к

2

максимальному значению -р . Удвоение крутизны каскада на транзисторе 6 или 7 происходит за счет удвоения тока I через

35 отражатель 15 тока.

Увеличение максимального выходного тока по сравнению с известным достигается без возрастания режимного тока и, следова- тельно, входного тока и малосигнальной

40 крутизны дифференциального усилителя. Это обстоятельство является весьма полез- ным в быстродействующих ИОУ, где требуется повышать скорость нарастания выходного напряжения при постоянстве ча45 стоты единичного усиления и малых входных токах.

Формула изобретения

50 Дифференциальный усилитель по авт.св. N2 678640, от л и ча ющи и ся тем, что,с целью повышения максимального выходного тока, коллекторы транзисторов эмиттерных повторителей подключены к

55 коллекторам выходных транзисторов противоположных плечевых каскадов.

ч.

Изобретение относится к радиоэлектронике. Цель изобретения - повышение максимального выходного тока. Дифференциальный усилитель содержит два плечевых каскада на парах транзисторов (Т) разной структуры, состоящих из входных Т 1 и 2 и выходных Т 3 и 4, г-р 5 тока, два эмиттерных повторителя на Т 6 и 7, цепь 9 смещения, выполненная на резисторе 10 и диодах 11 и 12, резистор 13 и отражатель 15 тока, состоящий из вспомогательного Т 8 и диода 14. При превышении дифференциальным входным напряжением по модулю заданной величины открывается Т 6 или 7 в зависимости от полярности сигнала и через него начинает протекать дополнительный ток. Протекание этого тока через Т 8 отражателя 15 требует соответствующего увеличения тока через Т 1 за счет действия синфазной обратной связи, и выходной ток увеличивается вследствие этого в два раза. 2 ил.

71 15

(7

w

IT

JH J

-(/.,

Фаг. 2