Компаратор Советский патент 1982 года по МПК H03K5/24 G05B1/01 

(Sk) КОМПАРАТОР

Изобретение относится к радиотех нике и электронике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники Известны компараторы, содержащие входной транзисторный дифференциальный каскад с активной нагрузкой, вход питания которого соединен с вы ходом генератора тока, и выходной каскад, выполненный по схеме с общим эмиттером, на транзисторе того же типа проводимости, что и у транзистора активной нагрузки, вход которого соединен с выходом дифференциального каскада 1. Недостатком известного компаратора является его малое быстродействие. Цель изобретения - повышение быстродействия компаратора. Поставленная цель достигается те что в компаратор, содержащий входной транзисторный дифференциальный каскад с активной нагрузкой, вход питания которого соединен с выходом генератора тока и выходной каскадj выполненный по схеме с общим эмиттером, на транзисторе того же типа проводимости, что и у транзистора активной нагрузки, вход которого соединен с выходом дифференциального каскада, введены источник опорного напряжения и дополнительный транзистор, имеющий тип проводимости, одинаковый с транзисторами активной нагрузки, эмиттер которого соединен с выходом дифференциального каскада, коллектор - с выходом упомянутого генератора тока, а база - с выходом источника опорного напряжения. На чертеже приведена принципиальная схема компаратора. Компаратор содержит входной дифференциальный каскад 1 с активной нагрузкой 2, вход питания которого соединен с выходом генератора тока 3, а выход - с входом выходного каскада k на транзисторе, включенном

395

по схеме с общим эмиттером. Эмиттер дополнительного транзистора 5 соединен с выходом дифференциального каскада 1, коллектор - с выходом генератора тока 3, база - с выходом источника опорного напряжения 6. Источник опорного напряжения 6 содержит, например, последовательно соединенные участки коллектор-эмиттер насыщенного транзистора 7 и прямосмещенного перехода база - эмиттер транзистора в диодном включении 8, Входы 9.и 10 дифференциального каскада 1 являются входами устройства, а выхоА 11 каскада - его выходом.

Компаратор работает следующим образом.

Если в исходном состоянии потенциал; первого входа 9 компаратора ниже потенциала второго входа 10,Т9 выходе дифференциального каскада 1 низкий потенциал, и транзистор выходного каскада заперт Выход 11 компаратора имеет потенциал, близкий к напряжению питания. Потенциал на базе дополнительного транзистора 5, заданный источником опорного напряжения 6, равен сумме напряжения на его база-эмиттерном переходе и полностью открытом транзисторе активной нагрузки 2. В этом случае дополнительный транзистор 5 открыт, и часть тока генератора тока 3 протекает через н&го в активную нагрузку 2, предотвращая глубокое насыщение входящего в нее транзистора.

Скачкообразное понижение потенциала входа 10 относительно входа 9 вызывает быстрое нарастание напряжения на выхо/ дифференциального кас када 1, открывание транзистора выходного каскада и снижение потенциала выхода 11 до уровня, близкого к нулю. Дополнительный транзистор 5 закрывается, так как от источника опорного напряжения 6 на его базу подается потенциал ниже суммы напряжений база-эмиттер транзистора 5 и напряже4

ния отпирания транзистора выходного каскада t.

В прототипе переключение происходит со значительной задержкой, так

как в исходном состоянии транзистор, активной нагрузки находится в глубоком насыщении и требуется дополнительное время для рассасывания избыточного заряда в цепи его базы.

Повышение быстродействия достигнутого при низком напряжении питания 3-5 В и незначительном увеличении потребляемого тока. Величина дополнительного тока, требуемого для работы

источника опорного напряжения, составляет всего 0,1 от величины тока, потребляемого дифференциальным каска-. дом компаратора

Формула и:зобретения

Компаратор, содержащий входной транзисторный дифференциальный каскад с активной нагрузкой, вход питания которого соединен с выходом генератора тока, и выходной каскад, выполненный по схеме с общим эмиттером, на транзисторе того же типа

проводимости, что и у транзистора активной нагрузки, вход которого соединен с выходом дифференциального каскада, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, вйедены источник опорного напряжения и дополнительный транзистор, имею1);ий тип проводимости, ади.наковый с транзисторами активной нагрузки, эмиттер которого соединен с выходом дифференциального каскада, коллектор - с выходом упомянутого генератора тока, а база - с выходом источника опорного напряжения. Источники информации, принятые во .внимание при экспертизе

1. Справочник Linear Integrated circuit. Datu book вып. 19, 1978, с. 300 (прототип),