Дифференциальный усилитель Советский патент 1982 года по МПК H03F3/45 

(5) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

I

Изобретение относится к радиотех нике и может использоваться при раз работке операционных усилителей,компараторов и других устройств аналоговой техники в интегральном полупроводниковом исполнении.

Известен операционный усилитель на биполярных транзисторах, содержащий дифференциальный каскад на двух транзисторах р-п-р типа проводимости с несимметричным выходом и с резисторами обратной связи и генератором тока в эмиттерных цепях, причем базы транзисторов дифференциального каскада подключены к эмиттерам соответственно первого и второго входных транзисторов п-р-п типа проводимости, в эмиттерные цепи которых включены транзисторы п-р-п типа проводимости отражателя тока, базы ко/торых объединены и соединены через генератор тока с одной из шин источника питания, а через транзистор в

диодном включении - с другой шиной источника питания 1 .

Однако завышенные входные токи известного усилителя, ограниченное быстродействие, а также ограничения, накладываемые на нижнее значение коэффициента усиления тока р-п-р транзисторов для обеспечения работоспособности усилителя, ограничивают область его применения.

10

Цель изобретения - уменьшение входных токов и увеличение быстродействия.

Указанная цель достигается тем, что. в дифференциальный усилитель,

15 содержащий дифференциальный каскад на двух транзисторах р-п-р типа проводимости с несимметричным выходом и с резисторами обратной связи и генератором тока в эмиттерных це20пях, причем базы транзисторов дифференциального каскада подключены к эмиттерам соответственно первого и второго входных транзисторов Tl-p-n типа проводимости, в эмиттерные цепи которых включены транзисторы п-р-п типа проводимости отража теля тока, базы которых объединены и соединены через генератор тока с одной из шин источника питания, а через транзистор в. диодном включе НИИ - с другой шиной источника питания, введен дополнительный транзи тор р-п-р типа проводимости, база которого подключена к точке соединения баз транзисторов отражателя тока, эмиттер - к соответствующей шине источника питания через дополнительный генератор тока, а коллектор - непосредственно к другой шине источника питания. На чертеже приведена электрическа принципиальная схема предлагаемого устройства. . УСТРОЙСТВО содержит дифференциал ный каскад на двух транзисторах 1 и р-п-р типа проводимости, резисторы 3 и 4 обратной связи, генератор 5 тока, первый и второй входные транзисторы 6 и 7 п-р-п типа проводимости, транзисторы 8 и 9 п-р-п типа проводимости отражателя тока, генера тор 10, транзистор 11 в диодном вклю чении, дополнительный транзистор 12 р-п-р типа проводимости, дополнитель ный генератор 13 тока. Коллекторные токи транзисторов 8 и 9 не являются постоянными, а зависят от коэффициента усиления тока , В дополнительного транзистора 12 р-п-р типа проводимости следующим об разом;Ч ig -iio f где В,2 - статический коэффициент уси ления тока транзистора 12 р-п-р типа проводимости; «и 1чх токи генераторов 10 и 13 0 ю соответственно. Если учесть, что при интегральном полупроводниковом исполнении транзисторы одного типа проводимости име ют хорошую идентичность по коэффициенту усиления тока, то, обозначая коэффициент усиления тока р-п-р тран зисторов В, эмиттерные токи входных транзисторов 6 и 7 определяют следую щим образом: 1эб В ) , 2) где ij - ток генератора 5. Из этого выражения нетрудно установить, что соответствующим выбором ITOKOB генераторов 5 и 13 можно обеспечить нужное быстродействие и работоспособность усилителя при любых значениях коэффициента усиления тока В р-п-р транзисторов, а выбором тока генератора 10 обеспечить нужное значение эмиттерных токов транзисторов 1 и 2, и следовательно, обеспечить нужные входные токи всего усилителя. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет снизить эмиттерные токи входных транзисторов, а, следовательно, и входные токи операционного усилителя по сравнению со схемой известного устройства, не ухудшая быстродействия. Аналогично можно показать, что имеется возможность увеличить быстродействие такой схемы за счет увеличения тока генератора 5 без увеличения входных токов усилителя. Формула изобретения Дифференциальный усилитель, содержащий дифференциальный каскад на двух транзисторах р-п-р типа проводимости с несимметричным выходом и с резисторами обратной связи и генератором тока в эмиттерных цепях, причем базы транзисторов дифференциального каскада подключены к эмиттерам соответственно первого и второго входных транзисторов п-р-п типа проводимости,в эмиттерные цепи которых включены транзисторы п-р-п типа приводимости отражателя тока, базы которых объединены и соединены через генератор тока с одной из шин источника питания, а через транзистор в диодном включений - с другой шиной источника питания отличающийся тем, что, с целью уменьшения входных токов и увеличения быстродействия усилителя, введен дополнительный транзистор р-п-р типа проводимости, база которого подключена к точке соединения баз транзисторов отражателя тока, эмиттер - к соответствующей шине источника питания через дополнительный генератор тока, а коллектор - непосредственно к другой шине источника питания. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Ан оговые и цифровые интегральные схемы. Под ред, С.В.Якубовского. М., Советское радио, 1979, с. 215, ИС ЙОУДб (прототип).

К Ч1

n/v

Vo

//i