Дифференциальный усилитель

 

Изобретение относится к радиотехнике и обеспечивает повышение точности за счет снижения температурного дрейфа напряжения смещения и снижения его зависимости от напряжения источника питания. Дифференциальный усилитель (ДУ) содержит входной каскад 1, отражатель тока 2, выполненный на транзисторах (Т) 3,4,преобразователь 5 температуры в напряжение ,источник питания 7 и датчик абс. температуры (ДАТ) 6, состоящий из Т 8,9, резисторов 10,11 и дополнительного ДУ 12. Для балансировки ДУ требуется задать определенное соотношение входного и выходного токов отражателя тока 2. Напряжение,снимаемое с выхода преобразователя 5 (движка потенциометра), равно разности падения напряжений на эмиттерных переходах Т 3 и 4, зависящей от температурного потенциала. Отношение токов Т 3, 4 определяется коэф. деления преобразователя. 5. Т.к. выходное напряжение ДАТ 6 не зависит от напряжения питания, то и отношение токов Т 3,4 не зависит от напряжения питания . Введен ДАТ 6 и преобразователь 5. 1 3.п. ф-лы, 1 ил. с (Л 00 со ю СП О5

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1332516 А1 (5D 4 Н 03 F 3/45

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4045921/24-09 (22) 27.02.86 (46) 23.08.87. Вюл. Р 31 (72) А.В.Чурбаков (53) 621.375.024(088.8) (56) Патент США 11 - 4429284, кл. Н 03 F 3/45, 1984.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к радиотехнике и обеспечивает повышение точности эа счет снижения температурного дрейфа напряжения смещения и снижения его зависимости от напряжения источника питания. Дифференциальный усилитель (ДУ) содержит входной каскад 1, отражатель тока 2, выполненный на транзисторах (Т) 3,4,преобразователь 5 температуры в напряжение,источник питания 7 и датчик абс. температуры (ДАТ) 6, состоящий иэ

Т 8,9, резисторов 10, 11 и дополнительного ДУ 12. Для балансировки ДУ требуется задать определенное соотношение входного и выходного токоВ отражателя тока 2. Напряжение,снимаемое с выхода преобразователя 5 (движка потенциометра), равно разности падения напряжений на эмиттерных переходах Т 3 и 4, зависящей от температурного потенциала ° Отношение токов Т 3, 4 определяется коэф. деления преобразователя 5. T.ê. выходное напряжение ДАТ 6 не зависит от напряжения питания, то иотношение токов

Т 3,4 не зависит от напряжения питания. Введен ДАТ 6 и преобразователь

5. 1 э.п. ф-лы, 1ил.

1332516

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к дифференциальным усилителям, и может использоваться для создания высокоточных дискретных и интегральных операционных усилителей.

Цель изобретения — повышение точности за счет снижения температурного дрейфа напряжения смещения и сни- 10 кения его зависимости от напряжения источника питания.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема дифференциального усилителя. 15

Дифференциальный усилитель содержит входной каскад 1, отражатель 2 тока, выполненный на двух транзисторах 3 и 4, преобразователь 5 температуры в напряжение, датчик 6 абсолют- 20 ной темйературы, источник 7 питания, первый и второй транзисторы 8 и 9,,первый и второй резисторы 10 и 11,дополнительный дифференциальный усилитель 12. 25

Дифференциальный усилитель работает следующим образом, Для балансировки дифференциального усилителя требуется задать определенное соотношение входного I и выходного 14 токов отражателя 2 тока, выполненного в данном случае по простейшей схеме на двух (биполярных) транзисторах 3 и 4.Так как эмиттер транзистора 4 соединен с шиной источника 7 питания,то напряжение V, снимаемое с выхода преобразователя 5 (движка потенциометра), равно разности падения напряжений на эмиттерных переходах (биполярных) 40 транзисторах 3 и 4, т.е. — г " 4/ 3 (1)

КТ гдегг= — — температурный потенциал; т с1

К вЂ” постоянная Больцмана; 45

Т вЂ” абсолютная температура;

q — элементарный заряд.

Выходное напряжение U датчика 6 абсолютной температуры выполненного по данной схеме, равно 50 — 1nR o /R „, (2) 30

При токе через преобразователь 5, значительно большем тока I> (или

I<), можно считать,что его выходное где R, и R „ — сопротивления резисторов 10 и 11 соот— ветственно.

55 напряжение V не зависит от тока I> (или I ) и определяется выражением (3) v = к и, где К вЂ” коэффициент деления пре-.образователя 5.

Таким образом, можно записать

К InR /R „ = у, 1п1 /Тэ,(4) т.е.

Формула изобретения

1. Дифференциальный усилитель содержащий входной каскад, выполненный

I,/I, - (R«/R„)". (5)

Из выражения (5) видно,что отношение токов определяется коэффициентом деления К и, в отличие от (1),не зависит от температуры.В отсутствие делителя это отношение равно единице.

В силу того,что выходное напряжение датчика абсолютной температуры

Vi не зависит от напряжения питания то и Отношение токов 13 и 14 не зависит от напряжения питания.

В известном усилителе эта зависимость имеет место иэ-за того,что согласно выражению (1) при изменении напряжения питания и изменении значе ний токов I и I меняется и разность падейий напряжения на резисто1 рах R, и R>, что определяет изменение отношения токов.

В данной схеме К 1,т.е. для получения отношения токов I и I больше единицы, эмиттеры транзисторов 3 и 4 следует поменять местами.

Предлагаемое изобретение может быть использовано как при создании интегральных операционных усилителей, путем включения в состав его кристалла датчика абсолютной температуры, так и при использовании стандартных операционных усилителей, путем подключения к нему внешнего датчика абсолютной температуры, установленного на одной теплопроводящей конструкции с операционным усилителем для обеспечения минимальной разности температур между ними.

Изобретение позволяет значительно снизить температурный дрейф напряжения смещения операционных усилителей и снизить зависимость напряжения смещения от напряжения питания, т.е. значительно повысить их точность. а

1332516 тания, коллектор — с неинвертирующим входом дополнительного дифференциального усилителя и через второй резистор — с соответствующей шиной источника питания.

Составитель Н.Дубровская

Техред И.Попович Корректор А.Тяско

Редактор Е.Папп

Заказ 3847/54

Тираж 901 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР, по делам изобретений и открытий

113035, Москва,Ж-35,Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 по дифференциальной схеме, в цепях нагрузок которого включен отражатель тока, выход которого является выходом дифференциального усилителя,а также резистивный делитель,о т л ич а ю шийся тем,что,с целью повышения точности за счет снижения температурного дрейфа напряжения смещения и снижения его зависимости 1р от напряжения источника питания,введены последовательно соединенные датчик абсолютной температуры и преобразователь температуры в напряжение, выход которого соединен по-крайней 1 мере с одним иэ эмиттеров транзистора входной цепи отражателя тока.

2. Усилитель по п. 1, о т л и ч аю шийся тем,что датчик абсолютной температуры выполнен в виде пер- Zp вог о и второго транзисторов, первого и второго реэисторов,а также дополнительного дифференциального усилителя, выход которого является выходом датчика абсолютной температуры и подключен к эмиттеру первого транзистора, коллектор которого соединен с инвертирующим входом дополнительного дифференциального усилителя и через первый резистор — с соответствующей шиной источника питания, а база с базой и коллектором второго транзистора, эмиттер которого соединен с соответствующей шиной источника пи