Дифференциальный усилитель Советский патент 1980 года по МПК H03F3/45 

тока ,3 и входу 4 цепи смещения 5 пб синфазному сигналу. Коллекторы транзистгэров 1 и 2 соединены с эмиттерами выходных транзисторов 6 и 7. Базы транзисторов 6 и 7 объединены и нодкпю чены к выходу 8 цепи смещения 5. Коппекторы транзисторов 6 и 7 соединены с соответствующими резисторами 9 и 10. Между шиной источника питания и эмиттерами выходных транзисторов 6 и 7 включены дополнительные двухполюсишш 11 и 12. В усилителе цепь смещения по синфаз ному сигналу выполнена на базе-генераторов тока is и 14, стабилитрона 15 и полевого транзистора 16. Дополнительные двухполюсники 11 и 12 в данной схеме выполнены в виде резисторов. Для пояснения принципа действия предложенного устройства в схему (см.- фиг. 2) введены резисторы 17 и 18, которые мо депируют влияние сопротивлений коллекторных переходов выходных транзисторов 6 и 7 на коэффициент ослабления входных синфазных напряжений; На фиг. 3 функции дополнительных дв пошосников 11 и 12 выполнязот сопротив ления коллекторно-базовых переходов 19 и 20 вспомогательных транзисторов 21 и 22. Эмиттеры транзисторов 21 и 22 связа 1ы с шиной источника питания через токостабилизирующие резисторы 23 и 24. Коллекторы транзисторов 21 и 22 подключены к источнику питания через согласующий резистор 25. Цепь смещения в усилителе (см. фиг. 3) выполнена натранзисторах 26 и 27, стабилитронах 15,28 и генераторах тока .13 и14,, Статический режим дифференциального усилителя (см. фиг. 2) устанавливается с помощью генератора тока 3 и цент смещения, выполненной на транзисторе 16,стабилитроне 15 и генераторах тока 13 и 14. Каждый из выходных транзисторов характеризуется конечным сопротивлением коллекторного перехода (,5-5 мОм, в зависимости от типа Транзистора и его режима по постоян ному току). Для учета вш1ияния f на п. сер. в схему на фиг. 2 введены резис торы 17 и 18, причем п кб ктДиффереищальный усилитель работает следующим образом. Напряжение синфаз юго сигналаУс Ц практически с единичным коэффициентом усиления передается на вход пепи смеще ния и,, 1/5. . Коэффициент усиления по напряжению цепи смещения практически авен единице, поэтому напряжение на ыходе 8 равно TJg Уц-V. Таким обазом, в рассматриваемой схеме наряжения колпектор-база входных транисторов не изменяется в широком диапаоне изменегшя синфазного сигнала, а риращение напряжения коллектор база ( КБ ) транзисторов 6 и 7 приблизиельно равно I/t (дУкьб лУцБ l/c ). Учиывая, что генератор тока 3 имеет больое выходное сопротивление, а входное опротивление цепи смещения велико, можно сделать вывод/ о том, что при подаче синфазного сигнала Uc режим транзисторов 1-2 по току и по напряжению не изменяется. Это является необходимым условием минимизации их влияния наКпсл Изменение напряжения между коллектором и базой выходных транзисторов 6 и 7 (дУкБ Uc ) обуславливает появление токов Mf Uc/r- e, L,8 Ue/rK,; L,,Uc/R,,.1tn.6, L.,,.t.,,, где RH , R, сопротивления двухполюсников 11 и 12; °K6i KT сопротивления коллекторных переходов транзисто- - ров 6 и 7 (,); fiii,6,bit, - входные сопротивления транзисторов 6 и 7 в схеме Собщейбазой Ь-ц.б « RJI ). Ток через резистор 10 складывается из двух составляющих IO - S i-lli где t О,98.-0,99 - коэффициент передачи тока эмиттера транзистора Напряжение на первом выходе усилителя ( Uebix.i ), обусловленное подачей синфазного сигнала на вход, равно: ивы.л LTc й,о (r«V - R,l ). Следовательно коэффициент усиления синфазного сигнала К ус предлагаемого устройства равен , ..i/Ue Я,о(Ук, -У,г), гдеу„ и;, „.к-,1 По определению коэффициент подавления входных синфазнь1Х сигналов Кп. сф. дифференциального усилителя определяется формулой n.(.cp.(,. где Kjg - коэффициент усиления входноно дифференциального напряжения.

рассматриваемого случая

««-lO/f M.I+flH.t),

- входные сопротивпе

к. г.

ния трарзисторов 1 и в схеме с

общей базой. Спедоватепьно, К„(--{{1 д г„.г)1У„ ).

Если VK, - У(г. , то, как следует из последней формулы, коэффициент подавле- ю

ния входных синфазных сигналов (см. фиг. 2) равен бесконечности. Таким обра зом, в предлагаемгм усилителе имеется ji возможность за счет рационального выбора параметров Двухполюсников 11 и 12 15 получить значительный выигрыш поКп,С4з.

В тех случаях, когда на номиналы првменяемых резисторов накладываются ог раничения, например, при выполнении усн- лителя в виде полу41роводниковой или гиб-20 ридно-пленочной микросхемы, в качестве дополнительных двухполюсников 11 и 12 целесообразно использовать сопротивление коллекторно-базоклх переходов 19 и 2О вспомогательных транзисторов 21 и 22 25 (см. фиг. 3). При этом,транзисторы 7 И 22, а также 6 и 21 должны выполняться в едином технологическом процессе, например, в одном кристалле. Последнее необходимо для повышения идентнчностя 30 сопротивлений их коллевггорных переходов. Рабочая точка транзисторов 21. к 22 устанавливается с помощью резисторов 23-25 в такое же положение, что и рабочая точка транзисторов 6 и 7, Вместо резисторов 23-24 можно использовать стабилизаторы тока, выходной ток которых равен половине тока генератора тока 3.

Дифференциальный усилитель (см.фнг.з) имеет кроме повышенного n.t. yMeHbJiio шейный коэффициент влияния напряжения шггания ЕЛ на э.д.с. смещения нуля ( UCM. ) Действительно, при изменении ЁП изменяется только напряжение кол-

пектор-база транзисторов 21 и 6, 22 и 7. Легко показать, что в этом случае (гри равенстве сопротивлений коллекторных переходов транзисторов 21 и 6, 22 и 7 в резисторах 9 и 10 отсутствуют переменные составляющие токов, обусловленные нестабильностью напряжевмя питания усилителя. Поэтому предложенный усилитель характеризуется малой погрешностью и можетработать вшироком диапазоне изменения Е .

формула изобретения

1.Дифференциальный усилитель, содержшднй источник питания, две пары транзисторов, включенных по каскадной схеме ОЭ-ОБ, щ)0чем эмнттеры входных транзисторов соединены непосредственно с выходом генератора тока и через цепь смещения с базами выходшлх транзистс юв, отлячающийс я тем, что, с целью повышения коэфи. фикиекга подавления синфазных сигналов, между соответствующей Шиной источника питания и эмиттерами выходных транзисторов включены дополнительные двухполюсники.

2.Усилитель по п. 1, отличающийся тем, что,.в качестве дополнительных двухполюсников использованы резисторы.

3.Усилитель по п. 1, о т л и ч аю щ и и с я тем, что в качестве дополнительных двухполюсников использовань коллекторно-базовые переходы вспомога: тельных транзисторов, эмиттеры которых через резисторы связаны с соответствую|цей шиной источника шггания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Atta Fregi etti-a , 1973, N 11 p. 347 E -617, фиг. 23 (прототип).

45

0-f

7/

72

о

9Т9

Убьи

г /

Ш

Чо

Ufiwt,

uf

Zy«

.

Uz -bo

г/4

м