Усилитель тока Советский патент 1992 года по МПК H03F3/26 

Изобретение относится к измерительной технике, автоматике и может использоваться в устройствах линейного усиления тока.

Цель изобретения - снижение мощности потребления.

На чертеже представлена электрическая принципиальная схема усилителя тока.

Усилитель тока содержит первый-деся- тый транзисторы 1-10, первый и второй отражатели тока на транзисторах 11-18. на токозадающем элементе 19, резистор 20 смещения, шины 21 и 22 питания и общую шину 23.

Усилитель тока работает следующим образом.

При включении питания через элемент 19 и транзисторы 5 и 6 протекает ток смещения UCM, равный

см

Цпит + Цгшт - (Цбэ11 + Цбэб) + U&312)

R19

где ипит+, Unm - напряжение на шинах 21 и 22 источников питания соответственно;

иеэ11,11бэ5, Кбэб, U6312- напряжение база-эмиттер транзисторов 11, 5, 6 и 12 соответственно;

Rig - значение резистора элемента 19.

Через датчик тока первого и второго отражателей токов на транзисторах 11 и 12, включенных по схеме диода, протекает базовый ток транзисторов 5 и 6 соответственно, т.е.

СП

с

1п

см

Ж

И2

Ic

w

где In, 112 - ток через транзисторы 11 и 12 соответственно;

/fe . - коэффициент усиления по току (3 транзисторов 5 и 6 соответственно.

Усилитель тока необходимо реализовывать на парах транзисторов, выполненных в интегральном исполнении. Это позволяет коэффициент отражения всех отражателей тока практически сделать равным единице. Следовательно, с первого, второго и третьего выходов первого и второго отражателей тока протекает ток 1см// 5 и 1см//3е соответственно.

N

GO Ю VI |0s

Через транзисторы 7 и 8, являющиеся датчиками отражателей тока, реализованных на транзисторах 1 и 2 входного каскада будет протекать ток

2 I

см

W

и 8

2 1СМ W

Через входные транзисторы 1 и 2 будет протекать усредненный ток транзисторов 7 и 8, т.е.

И,2

I7 + I8

Ј+я

Базовый ток транзисторов 3 и 4 равен алгебраической сумме токов транзисторов 15, 1 и 18, 2 соответственно, т.е.

..ICM , , , I см

1бэ-15-11.2 JЈ-l™ ($+-$-fa. . .ICM | / I i 1 ч см

.2-118 ТЕ - «(Ј+$) 1бз, 1б4 - базовый ток транзисторов 3 и 4 соответственно;

h,2 - усредненный ток через транзисторы 1 и 2;

115, ITS - ток первых выходов первого и второго отражателей токов.

Тогда токи через транзисторы 3 и 4 будут соответственно равны

1з 1бз Ц /J6

Р

Учитывая, что , a f$4 , как транзисторы одной проводимости в интегральном исполнении, получаем

Учитывая, что схема симметрична относительно общей шины 23 нулевого потенциала, рассмотрим работу только одной половины схемы, например нижней, при втекающем входном токе . В данном случае входной каскад на транзисторе 2, включенный по схеме с общей базой, создает усиление по току, равное CKI . Усилитело- ный каскад на транзисторе 4, включенный по схеме с общим эмиттером, создает усиление по току, равное

Работа второй половины устройства аналогична рассмотренной, только с противоположными по знаку приращениями.

Коэффициент усиления по току устройства равен

К1. ffl&+ffl&.g

ср

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

где «1 , аг - коэффициенты усиления по току схем с общей базой соответствующих транзисторов;

Дз . коэффициенты усиления по току транзисторов 3 и 4 соответственно;

/Зср - среднее арифметическое значение коэффициентов p-n-р- и п-р-п-транзи- сторов.

Таким образом, усилитель тока может работать в режиме усилителя постоянного тока за счет уменьшения влияния разброса по /3 транзисторов 3 и 4.

Формула изобретения

Усилитель тока, содержащий первый и второй транзисторы, имеющие разную структуру, эмиттеры которых соединены и являются входом усилителя тока, третий и четвертый транзисторы, включенные по схеме с общим эмиттером, коллекторы которых являются выходом усилителя тока, базы подключены к коллекторам соответственно первого и второго транзисторов и выходам соответственно первого и второго отражателей тока, входы которых подключены к базам соответственно пятого и шестого транзисторов, коллекторы которых соединены с соответствующими шинами питания, седьмой и восьмой транзисторы, эмиттеры которых соединены с общей шиной, а базы подключены к базам соответственно первого и второго транзисторов, а также токоза- дающий элемент, при этом структура четвертого, пятого и седьмого транзисторов соответствует структуре первого транзистора, а структура третьего, шестого, восьмого транзисторов соответствует структуре второго транзистора, отличающийся тем, что. с целью снижения мощности потребления, первый и второй отражатели тока каж- дый выполнен с первым и вторым дополнительными выходами, а также введены резистор смещения, девятый и десятый транзисторы, имеющие структуру соответственно первого и второго транзисторов и эмиттеры которых соединены с базами соответственно седьмого и восьмого транзисторов и выводами резистора смещения, при этом база девятого транзистора подключена к коллектору седьмого транзистора и первому и второму дополнительным выходам первого отражателя тока, а база десятого транзистора подключена к коллектору восьмого транзистора и первому и второму дополнительным выходам второго отражателя тока, коллекгоры девятого и десятого транзисторов подключены к эмиттерам со

ответствен но третьего и четвертого транзи- между эмиттерами пятого и шестого транзисторов, а токозадающий элемент включен сторов.

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - снижение мощности потребления. Цель достигается путем снижения токов токозадающих элементов, выполненных на отражателях тока, в/3 раз. Для повышения перегрузочной способности входного каскада в усилитель тока введены два транзистора и резистор смещения. 1 ил.