Усилительный каскад Советский патент 1991 года по МПК H03F1/30 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для усиления широкополосных сигналов в радиоэлектронных устройствах различного назначения.

Цель изобретения - уменьшение входных токов.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема усилительного каскада.

Усилительный каскад содержит первый, второй, третий и четвертый транзисторы 1- 4, первый, второй, третий и четвертый, пря- мосмещенные диоды 5-8, первый, второй, третий и четвертый источники тока смещения, выполненные на транзисторах 9-12 и цепях 13, 14 смещения, первый и второй дополнительные транзисторы 15, 16, первый и второй отражатели 17,18 тока, а также выходной каскад 19 с источниками 20, 21 тока смещения.

Усилительный каскад работает следующим образом.

Усилительный каскад, являющийся частью усилителя-преобразователя сопротивлений, имеет неодинаковые входы: инвертирующий вход - эмиттеры двух комплементарных транзисторов 1,2, образующие точку с низким сопротивлением, а нейнвертирующий - между двумя последовательно соединенными прямосмещенны- ми диодами 5, 6. Этот вывод отличается высоким сопротивлением.

Скорость нарастания в усилительном каскаде усилителя-преобразователя сопротивлений при условии охвата его токовой обратной связью увеличивается при появлении входного тока мгновенно. Скачок входного уровня приводит к включению одной части усилительного каскада и выключению другой, т.е. вызывает переключение двух идентичных источников тока, В результате для любого заданного размаха выходного напряжения времена нарастания и спада оказываются равными. Однако разный технологический процесс получения комплементарных транзисторов вызывает неоднородность параметров и, в свою очередь, разницу в величинах токов источников 9, 10 тока смещения, протекающих через вход усилителя,

Уменьшение входного тока осуществляется следующим образом.

Транзисторы 1,2, диоды 5, 6, источники тока смещения на транзисторах 9, 10 образуют входную часть усилительного каскада, а транзисторы 3, 4, диоды 7, 8, источники тока смещения на транзисторах 11, 12 - идентичный входной части дополнительный каскад. Вследствие высокой однородности параметров однотипных транзисторов, выполненных по интегральной технологии, величины токов источников тока смещения в дополнительном каскаде близки к величинам токов смещения основного входного ка;

скада. Из-за отсутствия цепи протекания для разности токов смещения в дополнительном каскаде потенциал входа этого каскада смещается в сторону источника тока смещения, имеющего большую величину.

0 Этот потенциал через повторители напряжения на транзисторах 15 и 16 передается на входы цепей 13, 14 смещения, уменьшая ток источников тока смещения, имеющих большее значение, и увеличивая ток источ5 никое, имевших до этого меньшее значение, вызывая их выравнивание и уменьшение входного тока.

Так же работает схемный вариант с двумя основными входными каскадами, обес0 печивающими симметричные входы, как у обычных операционных усилителей.

Применение цепи автоматической регулировки входного тока позволяет без дополнительной подстройки обеспечить малые

5 значения входных токов при высоких показателях быстродействия усилителя, свойственных усилителям-преобразователям сопротивлений. Усилитель может быть реализован в любом исполнении с применени0 ем в источнике тока смещения дифференциальных пар транзисторов, что дает преимущество благодаря отсутствию необходимости подгонки величин токов смещения и высокую температурную ста5 бильность величины входного тока. Формула изобретения 1. Усилительный каскад, содержащий первый и второй транзисторы, имеющие разную структуру, эмиттеры которых соеди0 йены и являются низкоомным инвертирующим входом усилительного каскада, базы соединены с выходами соответственно первого и второго источников тока смещения, а между собой - через соединенные последо5 вательно первый и второй прямосмещен- ные диоды, точка соединения которых является высокоомным неинвертирующим входом усилительного каскада, а также первый и второй отражатели тока, выводы

0 питания которых подключены к соответствующим шинам питания усилительного каскада, выходы соединены и являются выходом усилительного каскада, а входы подключены к коллекторам соответственно первого и

5 второго транзисторов, отличающийся тем, что, с целью уменьшения входных токов, введены третий и четвертый транзисторы, имеющие структуру соответственно первого и второго транзисторов, третий и четвертый прямосмещенные диоды, третий

и четвертый источники тока смещения, первый и второй дополнительные транзисторы, имеющие структуру соответственно первого и второго транзисторов и включенные по схеме с общим коллектором, при этом эмиттеры третьего и четвертого транзисторов соединены и подключены к базам первого и второго дополнительных транзисторов, базы третьего и четвертого транзисторов под- ключены к выходам соответственно третьего и четвертого источников тока смещения, а между собой - через соединенные последовательно третий и четвертый пря- мосмещенные диоды, при этом управляющие входы первого и третьего источников тока смещения соединены с эмиттером второго дополнительного транзистора, управляющие входы второго и четвертого

источников тока смещения соединены с эмиттером первого дополнительного транзистора.

2. Каскад поп.Ч.отличающийся

тем, что пара из пе рвого и третьего источников тока смещения, так же, как и пара из второго и четвертого источников тока смещения, выполнены каждая на двух транзисторах, включенных по схеме с общим

эмиттером, коллекторы которых являются выходами соответствующих источников тока смещения, базы соединены с отводом цепи смещения, включенной параллельно база-эмиттерным переходам транзисторов,

один вывод которой соединен с шиной питания, а другой вывод является управляю щим входом соответствующей пэры источников тока смещения

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - уменьшение входных токов. В усилительном каскаде транзисторы 1 и 2, прямосмещенные диоды 5 и 6 и источники тока смещения на транзисторах 9 и 10 образуют входную часть, а транзисторы 3 и 4, прямосмещенные диоды 7 и 8 и источники тока смещения на транзисторах 11 и 12 образуют идентичный входной части дополнительный каскад. При этом величины токов источников тока смещения в дополнительном и основном входном каскадах близки. Ввиду отсутствия цепи протекания для разности токов смещения в дополнительном каскаде, потенциал входа этого каскада смещается в сторону источника тока смещения, имеющего большую величину. Этот потенциал через повторители напряжения на транзисторах 15 и 16 передается на входы цепей 13 и 14 смещения, уменьшая ток источников тока смещения, имеющих большее значение, и увеличивая ток источников, имеющих до этого меньшее значение, вызывая их выравнивание и уменьшение входного тока. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.