Дифференциальный усилитель Советский патент 1981 года по МПК H03F3/45 

(54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

1

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в главных, и предварительных усилителях промежуточной и высокой частоты радиоприемных устройств различногоназначения, а также в симметричных широкополосных УПТ с гальванической связью в интегральном исполнении.

Известен дифференциальный усилитель, содержащий два дифференциальных каскада на транзисторах разной структуры, причем базы транзисторов разной структуры попарно объединены и соединены с входными шинами усилителя l .

Однако использование в таком дифференциальном усилителе транзисторов разного типапроводимости увеличивает асимметрий выходных сигналов вследствие раз-броса статических параметров транзисторов.

Цель изобретения - снижение асимметричности выходных сигналов и повышение стабильности режимов транзисторов при сохранении коэффициента усиления дифференциального усилителя

Указанная цель достигается тем, что в дифференциальном усилителе, содержаицем два дифференциальных каскада на транзисторах разной структуры, причем базы транзисторов разной структуры попарно.объединены и соединены с входными шинами усилителя, меХцу коллекторами транзисторов, базы которых соединены, В1 лючены активные двухполюсники, с низким динамическим сопротивлением.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема предлагае10мого дифференциального усилителя.

Дифференциальный усилитель содержит транзисторы 1,2 и 3,4 разной структуры, входные шины 5 и 6 усилителя, активные двухполюсники 7 и 8, 5 обший провод 9, эмиттерные резисто1яд 10 и 11, конденсаторы 12 и 13, коллекторные нагрузки 14 - 17.

Дифференциальный усилитель работает следукишм образом.

20

Пс1рафазные входные сигнгшы Ug и 0 поступают одновременно на два входа дифференциального усилителя, и на его выходах между коллекторами транзисторов 1 и 2 или 3 и 4, а же относительно общего провода 9 возникают усиленные напряжения Ивщ выходных сигналов. Падение напряжения отрицательных обратных связей (ООС) на эмиттерных резисторах 10 30 и 11, образованное сигналами, взаимно компенсируется, что не снжжает коэффициент усиления дифференциального УПТ, при этом выходные сигналы, .снижаегиые с коллекторов транзисторов 1 и 3, а также 2 и 4 имеют одинаковые амплитуды, полярности сигналов и их фазы,;что позволяет их замкнуть через активные двухполюсники 7 и 8 или конденсаторы 12 и 13.

Синфазные, входные и внутренние помехи вызывают падение напряжения глубокой ООС на резистора 10 и 11, что уменьшает коэффициент усиления каждого из дифференциальных каскадов до значения , что,в свою очередь, повышает отношение сигнал/помеха.

Синфазные колебания питающих напряжений пропорционально изменяют значение коллекторных токов транзисторов 1 - 4. Это обычно устраняется глубокой ООС по току. Однако парафазные изменения питающих напряжений действуют на дифференциальный усилитель- как входной сигнал. Позтому соединение коллекторов транзисторов 1 и 3, 2 и 4 через активные двухполюсники 7 и 8, образующих с коллектоными нагрузками 14, 16 и 15, 17 параметрические стабилизаторы напряжения, приводит к полному устранению нестабильности напряжений Ugjjiy и стабилизации разностного напряжения между коллекторами транзисторов 1-4 и п отношению к общему проводу Э.Действительно,увеличение величины питающих напряжений приводит к увеличению токов через активные двухполюсники 7 и 8, что препятствует увеличению потенциалов коллекторов относительно общего провода 9 и между коллекторами транзисторов 1 и 3, 2 и 4. Включение активных двухполюсников 7 и 8 в коллекторные цепи приводит к папной компенсации температурных нестабильностей выходных напряжений. Действительно, увеличение коллекторных токов под влиянием температуры снижает во столько же раз токи через активные двухполюсники 7 и 8, что восстанавливает первоначальные значения постоянных составляющих выходных напряжений каскадов дифференциалного усилителя относительно общего провода 9 и между коллекторами транзисторов 1, 3 и 2, 4. Температурный

дрейф на выходах дифференциальных каскадов не может превысить температурную нестабильность самих активных двухполюсников 7 и 8.

Так как базовые и коллекторные J цепи по переменному току имеют короткое замыкание, то это приводит к усреднению статических параметров транзисторов 1-4 и к их симметрированию. Это облегчает подбор транQ зисторов 1, 2 и 3, 4 разного типа проводимости, отличающихся разбросом статических параметров, что в свою очередь,.способствует снижению асимметрии выходных сигналов и нелинейных искажений. Таким же образом ослабляются и температурные не-, стабильности статических параметров транзисторов 1 - 4.

Технико-экономическая эффективность применения предлагаемого дифференциального усилителя заключается в значительном снижении асимметрии выходных сигналов при воздействии дестабилизирующих факторов, что способствует широкому применению

5 предлагаемого дифференциального усилителя в аппаратуре, работающей при неблагоприятных физико-математических условиях.

30

Формула изобретения

Дифференциальный усилитель, содержащий два дифференциальных каскада на транзисторах разной структуры, причем базы транзисторов разной структуры попарно объединены и соединены с входными шинами усилителя, отличающий ся тем, что, с целью снижения асимметричности выходных сигналов и повышения стабильности режимов транзисторов при сохранениии коэффициента усиления дифференциального усилителя, между коллекторами транзисторов, базы которых соединены, включены активные двухполюсники с низким динамическим сопротивлением.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Левинзон-Г.Л. и Логинов А.В.

Высококачественный усилитель низкой частоты. М,, Энергия, 1977, с. 28, рис. 4 6(прот оти п)