Дифференциальный усилитель Советский патент 1982 года по МПК H03F3/45 

Изобретение относится к электронной технике и может использоваться в радиотехнических установках различ ного назначения. Известен дифференциальный усилитель, содержащий первый и второй биполярные транзисторы разного типа проводимости, коллекторы которых под ключены к входам соответственно первого и второго транзисторных генераторов тока, выходы которых объединены и являются одним из выходов дифференциального усилителя, а также третий и четвертый полевые транзисто ры разного типа проводимости, затвор которых объединены и являются одним из входов дифференциального усилителя, и третий и четвертый генераторы тока С1 JНедостатком известного устройства является низкая помехоустойчивость, поскольку входные сопротивления по каждому из входов дифференциального усилителя значительно отличаются друг от друга , что приводит к различию в коэффициентах передачи сигнала по инвертирующему и неинвертирующему входам усилителя. Это снижает коэффициент ослабления входных синфазных напряжений, т.е. помехоустойчивость известного устройства. Цель изобретения - повышение помехоустойчивости путем повышения коэффициента ослабления входных синфазных напряжений. Поставленная цель достигается тем, что в дифференциальном усилителе третий и четвертый генераторы тока выполнены в виде транзисторных генераторов тока, выходы которых объединены и являются другим выходом дифференциального усилителя, а их входы подключены к стокам соответственно третьего и четвертого полевых транзисторов, истоки которых соединены с эмиттерами соответствен но второго и первого биполярных транзисторов, при этом базы первого и второго биполярных транзисторов объединены и являются другим входом дифференциального усилителя. На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемог дифференциального усилителя. Дифференциальный усилитель содержит первый и второй биполярный транзисторы 1 и 2 разного типа проводимости, третий и четвертый полевые транзисторы 3 и разного типа проводимости , первый, второй, и четвертый транзисторные генераторы 5-8 тока. Дифференциальный усилитель работает следующим образом.. При отсутствии сигнала на входе Вх. устройства отсутствует, разность .потенциалов между входными электродами транзисторов 1 ( 2 ) и 4(3). Если хоть один из этих транзисторов является полевым (с р-переходом или с изолированным затвором и встроенным каналом ), то в усилительном плече протекает сквозной начальный ток. Сквозной ток протекает через последо вательно включенные по постоянному току транзисторы 1 (2 )и k (3 ) и поступает на входы транзисторных генераторов 5 и 8 (6 и 7J тока, вытекающего и втекающего, выходные токи которых поступают на выход Вых.схемы При абсолютной идентичности усилител ных плечей дифференциального усилите ля выходные токи транзисторных генераторов 5(7) вытекающего тока равны выходным токам транзисторных генераторов 6{8 ) втекающего тока и компенсируют друг друга. Поэтому напряжение на выходе Вых.схемы равно нулю Подаваемые на вход Вх,устройства синфазные напряжения не приводят к появлению разности потенциалов между входными электродами транзисторов 1 С 2 ) и 4 (3 ) и поэтому не изменяют состояния схемы. Дифференциальный сигнал, подаваемый на вход Вх. устройства, приводит к появлению разнос ти потенциалов между входными электродами транзисторов 1 ( 2 )и t ( 3 ). В связи с тем,, что входные электроды одного типа проводимости первого усилительного плеча соединены с входными электродами транзисторов Другого типа проводимости второго усилительного плеча, то один и тот же дифференциальный сигнал приводит в одном плече к увеличению-сквозного тока, а в другом плече - к уменьшению сквозного тока. Аналогичным образом изменяются и выходные токи транзисторных генераторов 5-8 вытекающего и втекающего тока, что приводит к появлению выходного тока устройства и напряжения на его выходе Вых. В предлагаемом устройстве также .возможна замена биполярных транзисторов 1 и 2 разного типа проводимости на соответствующие полевые. Введение новых связей и новых элементов выгодно отличает предлагаемый дифференциальный усилитель от прототипа. Благодаря тому, что один и тот же входной сигнал поступает на транзисторы разного типа проводимости, усилитель одинаково хорошо передает как фронт спада, так и фронт нарастания сигнала. Сквозные токи, протекающие в плечах усилителя, и, следовательно, его выходной ток, как втекающий, так и вытекающий, определяются только величиной входного дифференциального сигна ла и крутизной входных транзисторов, а не ограничены величиной тока задающих генераторов тока. В результате обеспечивается высокая скорость нарастания выходного напряжения. Кроме того, предлагаемое устройства содержит два одинаковых усилительных плеча, построенных на включенных последовательно по постоянному току транзистрах разного типа прово-, димости. Усилительные плечи идентичны, однотипны и входные электроды транзисторов в каждом плече (базы или затворы ). Это сводит к минимуму разность коэффициентов усиления по входам устройства, что повышает коэффициент ослабления синфазных напряжений. Этому способствуют также оговоренные в формуле изобретения связи между входными транзисторами и транзисторными генераторами тока. Простота реализации, высокое быстродействие, повышенная помехоустойчивость позволяют использовать предлагаемый дифференциальный усилитель для построения быстродействующих операционных усилителей в усилителях выборки и хранения, в преобразователях данных и других быстродействующих устройствах. Использование предлагаемого технического решения приведет к значительному экономическому эффекту.