Двухтактный дифференциальный усилитель Советский патент 1991 года по МПК H03F3/26 

Изобретение относится к радиоэлектронике и может использоваться в быстродействующих операционных усилителях различного назначения, компараторах и других аналоговых устройствах.

Цель изобретения - расширение входного динамического диапазона при сохранении быстродействия.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема двухтактного дифференциального усилителя.

Двухтактный дифференциальный усилитель содержит первый - четвертый транзисторы 1-4, первый - четвертый дополнительные транзисторы

5-8, первый, второй конденсаторы 9, 10 связи, резистивную цепь обратной связи, выполненную на резисторе 11, нагрузочные элементы, выполненные на резисторах 12-15, а также резисторы 16-19, шины 20, 21 двухполярного источника питания.

Двухтактный дифференциальный усилитель работает следующим образом.

В отсутствие сигнала через дифференциальные входные клеммы протекают базовые токи транзисторов 5,7 и 6,8. При этом происходит компенсация токов базы указанных комплементарных транзисторов 5, 7 и 8,

СГ

00

1У1

to

Јъ

Х

поскольку от транзисторов одной структуры ток базы втекает, а от другой - вытекает из входной клеммы. Такой подход позволяет по сравнению, со схемой прототипа уменьшить входные токи двухтактного дифференциального усилителя по крайней мере пропорционально коэффициенту усиления по току биполярного транзистора в схеме с общим эмиттером.

Для удобства рассмотрения работы данного двухтактного дифференциального усилителя при подаче между его дифференциальными входами парафазно- го сигнала воспользуемся симметричностью усилительных плеч и условно будем считать, что генератор входного сигнала напряжения заземлен своей одной шиной и действует на первом входе, а второй вход заземлен.

При подаче сигнала на вход производится его эффективное усиление по двум каналам. Первый канал усиления сигнала поворачивает его фазу на 180 и образован парами транзисторов 5,1, 7,3 6,2; 8,4 и работает во всем диапазоне рабочих частот усилителя.

Второй канал усиления сигнала (также с поворотом его фазы на 180°) образован соответствующими дополнительными транзисторами 5-8 в схеме с общим эмиттером и конденсаторами 9, 10 связи. Этот канал оказывает существенное влияние на работу усилителя на высших частотах.

Выходные сигналы (токи) обоих каналов суммируются в фазе на общих нагрузочных элементах. При этом крутизна предлагаемого дифференциально- го усилителя определяется на низких частотах соотношением величин сопротивлений коллекторных нагрузочныу элементов и резистивной цепи обратной связи в эмиттерах транзистора 11 а на высоких - дополнительно соотношением упомянутых коллекторных нагрузочных элементов и низким сопротивлением по переменному току в эмиттерах дополнитяь .ных транзисторов 5, 6, 7 во втором канале усиления, что

Q

5 0

5

0

Q

5

обусловлено включением первого и второго конденсаторов 9, 10. Предложенное устройство позволяет при сохранении параметров быстродействия расширить входной динамический диапазон, увеличить крутизну преобразования двухтактного дифференциального усилителя.

Формула изобретения

Пвухтактный ; дифференциальный усилитель, содержащий первый,второй транзисторы ,имеющие одну структуру,третий, четверты : транзисторы,имеющие другую структуру, резистивную цепь обратной связи, включенную в общую эмиттерную цепь первого, второго, третьего, четвертого транзисторов, коллекторы которых являются соответствующими выходами двухтактого дифференциального усилителя и через нагрузочные элементы соединены с соответствующими шинами двухполнрного источника питания, отличающийся тем, что, с целью расширения входного динамического диапазона при сохранении быстродействия, введены первый, второй до- пол нител;ные транзисторы, имеющие структуру второго транзистора, третий, четвертый дополнительные транзисторы, имеющие структуру первого транзистора, между базами первого и третьего, а также второго и четвертого транзисторов введены первый и второй конденсаторы связи, базы первого и третьего, а также второго и четвертого дополнительных транзисторов попарно соединены к ячляются соответствующими входами двухтактного дифференциального усилителя, при этом эмиттеры первого, второго, третьего, четвертого дополнительных транзисторов соединены с базами соответственно первого, второго, третьего, четвертого транзисторов, а коллекторы первого, второго, третьего, четвертого дополнительных транзисторов соединены с коллекторами соответственно третьего, четвертого, первого, Btoporo транзисторов.

Изобретение относится к радиоэлектронике. Цель изобретения - расширение входного динамического диапазона при сохранении быстродействия. Двухтактный дифференциальный усилитель содержит транзисторы 1-8, конденсаторы 9 и 10 связи, резистивную цепь обратной на ре жсторе 11, нагрузочные тпементы на резисторах 12-15 и резисторы 16-19. Входной сигнал эффективно усиливается по двум каналам. Первый канал усиления сигнала поворачивает его Лазу на 180 и образован парами транзисторов 5 и 1, 7 и 3, 6и2, 8 и 4. Этот канал работает во всем диапазоне рабочих частот усилитРЛЯ. Второй ьмнал усиления сигнала та.%.. г поворачивает фазу на 180° и обра шан транзисто- рями S, 6, 7 и 8 в оеме с общим эмиттером и конденсаторами 9 и 10. Этот канал оказывает существенное влияние на работу усилителя на высших частотах. Выходные сигналы обоих каналов суммируются в фазе на нагрузочных элементах. 1 ил. SP (Л