Дифференциальный усилитель Советский патент 1974 года по МПК H03F3/34 

Изобретение относится к усилителям и может быть использовано в линейных микросхемах.

Известен дифференциальный усилитель с симметричным входом и несимметричным выходом, 1содержащий входной дифференциальный каскад, выполненный на полевых транзисторах, в общей цепи истоков которых включен источник тока, а в цепи стоков последовательно -по постоянному току - нервая динамическая нагрузка на полевых транзисторах с объединенными затворами, в цепи стоков которых включена вторая динамическая нагрузка .на транзисторах с объединенными база.ми, причем между местом соединения затворов и местом соединения баз транзисторов динамических нагрузок включен эмиттерный повторитель, база которого подключена к коллектору одного из транзисторов второй динамической -нагрузки, а коллектор другого транзистора упомянутой нагрузки подключен к базе транзистора эмиттерного повторителя выходного каскада.

Однако известный дифференциальный усилитель характеризуется большой чувствительностью статического уровня сигнала на выходе к разбросу напряжения отсечки полевых транзисторов и плохой нагрузочной способностью усилителя, обусловленных нестабильностью режима работы.

Целью изобретения является стабилизация режима работы усилителя.

Это достигается тем, что коллектор эмиттерного повторителя выходного каскада нодключен к коллектору эмиттерного повторителя входного каскада, а в цепи коллектора и эмиттера эмиттерного повторителя .выходного каскада последовательно по постоянному току включены транзисторы динамических нагрузок, базы которых подключены соответствеино к общей цепи истоков транзисторов входното дифференциального каскада и через цепь из последовательно соединенных транзистора в диодном включении и резистора к месту соединания без транзисторов второй динамической нагрузки.

Изобретение поясняется принципиальной схемой. Дифференциальный усилитель с симметричным входом и несим,метричным выходом содержит входной дифференциальный каскад на полевых транзисторах 1, 2, в общей цепи истоков которых включен источник 3 тока смещения, а в цепи стоков последовательно по постоянному току - первая динамическая нагрузка на полевых транзисторах 4, 5 с объедине.нным.и затворами, в цени стоков которых включена вторая динамическая нагрузка на транзисторах 6, 7 с объединенными базами, эмиттерный повторитель входного

каскада на транзисторе 8, эмиттерный новторитель выходного каскада на транзисторе 9, в цепи коллектора и эмиттера которого последовательно то постоянному току включены транзисторы 10 и II динамических нагрузок соответственно, а также транзистор 12 в диодном включении, резисторы 13, 14 и 15. Между местом соединения затворов толевых транзисторов 4, 5 и местом-соединения баз транзисторов 6, 7 динамических нагрузок включен эмиттерный повторитель на транзисторе 8, база которого подключена к коллектору транзистора 6 второй динамической нагрузки. Коллектор транзистора 7 второй динамической нагрузки подключен к базе транзистора 9 эмиттерного повторителя выходного каскада. Коллектор транзистора 9 -иодключен к коллектору транзистора 8 змиттерного повторителя ВХОДНОГО каскада. База транзистора 10 динамической нагрузки в цепи коллектора транзистора 9 подключена к общей цепи истоков транзисторов 1, 2 входного дифференциального каскада. База транзистора 11 динамической нагрузки в цепи эмиттера транзистора 9 подключена через цепь из П0|следовательно соединенных транзистора 12 в диодном включении и резистора 13 к месту соединения баз транзисторов 6, 7 второй динамической нагрузки.

Режим работы усилителя стабилизируется следующим образом. Благодаря наличию диодно-резистивной цепи, состоящей из транзистора 12 в диодном включении и резистора

13,создающей смещение на базах транзисторов 6, 7 второй динамической нагрузки имеет место пропорциональность следующих напряжений:

- -RlS

где /6, /7 - эмиттерные токи транзисторов 6, 7;

/ - ток через резистор 13; , 14, 15-сопротивления резисторов 13,

14,15 соответственно. В то же время нелинейное управление напряжением база-эмиттереого перехода транзистора 11 через упомянутую диодно-резистинную цепочку заставляет ток /и, протекающий через транзистор И, следить за током /, так что . В результате этого эмиттерные повторители транзисторов 8 и 9 входного и выходного каскадов одинаково шунтируют транзисторы 6 и 7 второй динамической нагрузки, благодаря чему статические напряжения Ue и U на коллекторах соответствующих транзисторов автоматически выравниваются и, соответственно, повышается стабильность работы каскадов. Средний уровень напряжений f/e и {Уу стабилизируется следующим образам. Пусть, например, напряжения Ue и U возросли; это приведет к соответствуЮ|Щему изменению токов /в, /7, /, hi, автоматически изменится также ток /ю в эмиттерной

цепи транзистора 10 (), который, отбирая своей базовой цепью часть тока от источника 3, уменьшит потенциал U на истоках полевых транзисторов 1 и 2. Уменьшение потенциала U передается через входной дифференциальный каскад на транзисторах 1, 2 и первую динамическую на1Грузку на полевых транзисторах 4, 5 на коллекторы транзисторов 6, 7 второй динамической нагрузки, компенсирун первичное увеличение напряжений UQ и U до их стабилизации.

Описанный процесс стабилизации напряжений Ue и f/7 возникает при компенсации технологических разбросов напряжений отсечки полевых транзисторов и тепловом дрейфе источника тока. Подключение базы транзистора 10 к общей цепи истоков транзисторов 1, 2 входного дифференциального каскада обеспечивает требуемое автоматическое смещение

транзисторов 4 и 5 на любом уровне входного сигнала U и позволяет использовать транзисторы с одинаковым диффузионным профилем и ингегральеую технологию их изготовления.

Предмет изобретения

Дифференциальный усилитель с симметричным входом и несимметричным выходом, содержащий входной дифференциальный каскад, выполненный, например на полевых транзисторах, в общей цепи .истоков которых включен источник тока, а в цепи стоков последовательно по постоянному току - первая динамическая нагрузка на полевых транзисторах

с объединенными затворами, в цепи стоков которых включена вторая двна мическая нагрузка на транзисторах с объединенными базами, причем между местом соединения затворов и местом соединения баз транзисторов динамических нагрузок включен эмиттерный повторитель, база которого подключена к коллектору одного из транзисторов второй динамической нагрузки, а коллектор другого транзистора упомянутой нагрузки подключен к

базе транзистора эмиттерного повторителя выходного каскада, отличающийся тем, что, с целью стабилизации режима рабогы усилителя, коллектор эмиттерного повторителя выходного каскада подключен к коллектоРУ эмиттерного повторителя входного каскада, а в цепи коллектора и эмиттера эмиттеряого повторителя выходного каскада последовательно по постоянному току включены транзисторы дина1мических нагрузок, базы которых подключены соответственно к общей цепи истоков транзисторов входного дифференциального каскада и через цепь из последовательно соединенных транзистора в диодном включении и резистора к месту соединения

баз транз1исторов второй динамической нагрузки.

Гп

/-

o-ff