Дифференциальный усилитель Советский патент 1976 года по МПК H03F3/45 

(54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ Дифферен1Швльнь1й усилитель содер)«шт .первый и второй дифференциальные каскады .выполненные соответственно на транзистоАрах 1, 2 и 3, 4 разного типа проводимосгТЗ, с генераторами тока 5 и 6 в общих ©миттерных цепях, управляемые генераторы тока (УГТ) первых плеч каждого. дифференциального каскада, вьшолненные соответ ственно на транзисторах 7, 8 и 9 10, УГТ BTppbtx плеч каждого дифференциального каскада, вьгаолненные соответственно на тррнзисторах 11, 12 и 13, 14, реакс.торы 15, 16 и сопротивление. нагрузки| 17. Входы дифференциальных каскадов попарно объе динены и подключены к входам усилителя, а коллектор каждого из транзисторов 1,2, 3, 4 подключен к шине питания через соответствующий управляемый генератор тока При этом вход УГТ первых плеч каждого дифференциального каскада соединен с выходом УГТ вторых плеч другого дифференциального каскада, а выходы УГТ первых плеч дифференциальных каскадов объединены и подключены к выходу усилителя. Дифференциальный усилитель работает . следующим образом. В исходном состоянии ток, задаваемый от источника напряжения + и - &1, через генераторы тока 6 и 5 соответственно рас пределяются равномерно в коллекторные нагрузки дифференциальных каскадов, вьтол ненных на транзисторах 1, 2 и 3, 4. Нагрузкой;дифференциальных каскадов служат УГТ, образованные транзисторами-7,11, 9, 13 в диодном включении и соответственно транзисторами 8, 12, 10, 14. Эти УГТ имеют малое входное сопротивление (десят ки ом) при высоком выходном {сотни килоом), широкий частотный диапазон при коэф фициенте усиления по току, близком к единице. Входной ток усилителя для обвцих входов дифференциальных каскадов равен разности входных токов транзисторов 1, 3 и 2, 4 разного типа проводимости. Если токи покоя DQ дифференциальных каскадов равны (наиболее распространенный режим) и коэффициенты усиления транзисторов 1 и 3 так , же равны, то происходит полная компенсация и отсутствует входной ток сме щенкя, вы-, зывшощий ошибку на выходе дифференциального усилителя, даже при неравенстве ЕХОД -.ных сопротивлений источников сигнала. В коллекторных нагрузках дифференциальных каскадов протекают токи 3 и 3 , нагрузкой же являются, как уже указывалось, малые дходные сопротивления УГТ, коэффициент передачи по току которых paisen единице. Следовательно, каждый из УГТ (транзисторы 7, 8 и 9, 10) вьщает на общий выход токи, равные сумме токов на их входе и противоположно направленные. На вход УГТ первого плеча дифференциальных каскадов (транзисторы 7, 8) поступают ток выхода усилителя ток с выхода УГТ на транзисторах 13, 14, равный Э и совпадающий по направлению с 3 Таким образом, на выходе УТТ первого плеча имеется суммарный ток (К « 3 ). Аналогично в силу симметрии диф})еренциальног6 , усилителя, на выходе УГТ второго плеча имеется суммарный ток ( ) противоположного направления. Нетрудно видеть, что суммарный ток в сопротивлении нагрузки 17 всегда равен нулю, так как любое приращение тока на вькоде УГТ одного плеча, вызванное температурнь1ми изменениями или флуктуациями питающего напряжения, компенсируется равным приращением тока противоположного направления другого плеча. Дифференциальный усилитель может работать как в режиме усилителя, так н в режиме переключателя тока. Предлагаемый дифференциальный усилитель имеет высокую стабильность выходного уровня тока покоя, в нем отсутствует разбаланс, вызванный входными токами смешения транзисторов. Формула изобретения Дифференциальный усилитель, содержащий первый и второй дифференциальные каскады, вьтолненные на транзисторах разного типа проводимости, с генераторами тока в общих эмиттерных цепях, соответствующие входы дифференциальных каскадов попарно объединены и подключены к входам усилите-, ля, отличающийся тем, что, с целью уменьшения дрейфа нуля, коллектор каждого из транзисторов подключен к шине питания через соответствующий управляемый генератор тока (УГТ), при этом вход УГТ первого плеча каждого дифференциального каскада соединен с выходом УГТ второго плеча другого дифференциального каскада, а выходы УГТ первых плеч дифференциальньк каскадов объединены и подключены к выходу усилителя, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Проектирование и применение операционных усилителей. Под ред. Дж. Грэма. М., 1974, с. 6О (аналог). 2.Патент США №3530391, кл. 33023, 1970 (прототип).

Вход