Дифференциальный усилитель Советский патент 1978 года по МПК H03F3/45 

1 . . Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в информационнее., измерительнойтехнике, а именно в устрой-г ствах с высокими требованиями к метроло гическим и динамическим характеристикам. Известен дифференциальный усилитель, содержащий два плеча, вьшолНенных на тран зисторах с .генератором тока в общей эми-Ь тарной цепи и отражателями тока в коллекторных цепях i . Однако известный усилитель имеет низкое входное сопротивление и значительную величину входной емкрстн, что также снижает входное сопротивление на высоких ча6 тотах. Цель изобретения - повышение входного сопротивления U полосе частот. Для этого в дифференциальном усилите-;ле, содержащем два плеча; выполненных на транзисторах с генератором тока в общей эмиттерной цепи и отражателями тока в коллекторных цепях, в каждое плечо между выходом отражателя тика и точкой соединения эмиттеров транзисторов плеч введен ком пенс ирукшшй транзистор, коллектор которого соединен с.его базой и с базой транзистора плеча через соответствутощне резисторы. .На чертеже дана пргашипиальная электрическая схема предлагаемого усилителя, Дифференциальный усилитель содержит два плеча, вьшолненных на транзисторах 1 и 2. с генератором 3 тока в общей эмиттерной цепи и отражателями 4 и 5 в коллекторных цепях, при этом в каждое плечо между выходом отражателя 4 (5) тока н точкой соединения эмиттеров транзисторов 1 и 2 плеч введен компенсирующий транзистор 6 (7), коллектор которого соединен С его базой и с базой транзистора 1(2) плеча через соответствующие резисторы 8 и 9 (1О,11). Отражатели 4 и 5 тока вьшолнень на транзисторах 12, 13 и 14, 15 соответственно. Между экгаттерами симметрично расположенных транзисторов 13, 14 отражателен 4 и 5 тока вклкь чена нагрузка 16. Между отражателями 4 и 5 тока и транзисторами 1 и 2 плеч дополнительно включены промежуточные транзисторы 17, 18 и 19, 20 соответственно, причем промежуточные транзисторы 18 и 19 - в диодном включении. Усилитель работает следукшшм образом1 Примем идентичными соответственно характеристики транзисторов 1, 2, 6, 7; 17 и 4-8 1Q и 20. Положим равными сопротивления резисторов .. Допустим, что коэффициенты передачи по току отражателей 4 и 5 токов равны единице, а коэф фициенты передачи по. базовому току всех транзисторов 1, 2, 6, 7, 17-20 знанител1 но больше единицы. Тогда в режиме покоя эмиттерные токи транзисторов 1, 2, 6 и 7 совпадают, потенциалы без их ровны, базовые токи транзисторов 1 и 2 совпадают с токами, протекающими по резисторам 9 и 11, т.е. входные токи дифференциального усилителя должны быть равны нулю при лю бой температуре окружакш ей среды. При подаче малого входного напряжения между базами входных транзисторов 1 и 2 эмкттерные токи транзисторов 1 и 6, 2 и 7 изменяются одинаково по абсолютной величине, но противоположно по знаку. При этом входные токи остаются равными нулю При очень большом входном напряжении одн из пар транзисторов 1 и 6 или 2 и 7 запирается, а по другой паре протекает весь ток от генератора 3 тока. Если пренебречь обратными токами запертых транзисторов 1 и 6, или 2 и 7, то входные токи усилит ля остаются равными нулю и в этом режи При работе усилителя в линейной области переменные составляющие напряжений на переходах эмиттер-база транзисторов 1, 2, 6, 7,17,. 18, 19 и 2О совпадают. Поэтому при достаточно малых сопротивлениях резисторов 8 и 1О переменные составляющие напряжений между переходами коллектор-база транзисторов 1 и 2 равны нулю. -При этих условиях входная емкость усилителя не зависит от коллекторных емкостей транзисторов 1 и 2, а определяется |ИХ эмиттерными емкостями. При определен- ных значениях сопротивлений резисторов 8 и 10 влияние коллекторных и эмиттерных емкостей соответственно транзисторов 1 и 2 взаимно компенсируется, поэтому входное сопротивление остается весьма большим вплоть до очень высоких частот. Использование дополнительных элементов двух отражателей 4 и 5 тока, компенсирук пщх транзисторов 6 и 7 позволяет обеспечить высокое входное сопротивление дифференциального усилителя в широком диапа- зоне входных сигналов. Использование промежуточных транзисто ров 17-20, позволяет также получить очень малое значение входной емкости. Кроме того, в предлагаемом усилителе возможна подстройка входных токов, входного сопротивления и входной емкости со сколь угодно высокой точностью путем иоменения сопротивлений резисторов 8-11. Формула изобретения Дифференциальный усилитель, содержащий два плеча, вьшолненных на транзисторах с генератором тока в общей эмиттерной цеь пи и отражателями тока в коллекторных це пях, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения входного сопротивления в полосе частот, в каждое плеч 51между вь ходом отражателя тока и точкой: соединения эмиттеров транзисторов плеч введен компе-нсирующий транзистор, коллектор которого соединен с его базой и с базой транзистора плеча через соответствующие резисторы. Источники информации, принятые во вни-г ание при экспертизе: 1. Патент США № 3863171, л . 330-ЗОД, 28.01.75.