Дифференциальный усилитель тока

Союз Советских

Социалистических

Рес убяи

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«ц930580 (6!) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 28. 08. 80 (21) 2977324/18-09 с присоединением заявки М (23)Приоритет

Опубликовано 23 ° 05 82 Бюллетень йв 19

Дата опубликования описания 25.05.82 (5! )М. Кл.

H 03 F 3/45

Iboyaaperseea4 кввнтат

ИВР вв делаю нзебретеннй н етхрытнЯ (53) УДК 621. 375 . 024(088. 8) (72) Автор изобретения

Н. Ф. Залогин (71) Заявитель (54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ ТОКА

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в качестве промежуточного усилительного каскада в широкополосных усилителях напряжения, например в усилителях тракта вертикального отклонения скоростных электронно-лучевых осциллографов.

Известен дифференциальный усилитель тока, содержащий первый и второй входные транзисторы с генераторами тока входного дифференциального сигнала в эмиттерной цепи каждого из них, первый и второй дополнительные транзисторы, включенные по дифференциальной схеме с источником тока в общей эмиттерной цепи, причем коллекторы первого и второго входных транзисторов соединены соответственно с коллекторами второго и первого дополнительных транзисторов jl ).

Однако известный усилитель имфбу недостаточную площадь усиления.

Цель изобретения - увеличение площади усиления.

Для этой цели в дифференциальном усилителе тока, содержащем первый и второй входные транзисторы с генераторами тока входного дифференциального сигнала в эмиттерной цепи каждого из них, первый и второй дополнительные транзисторы, включенные по дифференциальной схеме с источником тока в общей эмиттерной цепи, причем коллекторы первого и второго входных транзисторов соединены соответственно с коллекторами второго и первого дополнительных транзисторов, базы первого и второго основных транзисторов соединены соответственно с базами первого и второго дополнительных транзисторов, при этом к точ-. кам соединения баз подключены источники базового смещения.

На чертеже приведена структурная электрическая схема предложенного устройства.

3 93

Дифференциальный усилитель тока, содержащий первые входной и дополнительный транзисторы 1 и 2, вторые дополнительный и входной транзисторы 3 и 4, генераторы 5 и 6 входного дифференциального сигнала, источник

7 тока, источники 8 и 9 базового смещения.

Дифференциальный усилитель тока работает следующим образом.

Увеличение переменной составляю-, . щей входного тока 19х1 вызывает увеличение коллекторного тока и увеличение базового тока iraq . Поскольку суммарный ток i „ i 0 жестко задан источником 8 базового смещения lg1<, т.е. ! Б + !g =ijqg =сОпьй ю

L то увеличение тока >В„ приводит к такому же уменьшению тока i@д и соответствующему уменьшению тока

Одновременно уменьшение переменной составляющей входного тока вызывает уменьшение коллекторного тока ii и уменьшение базового тока

i5 . Поскольку суммарный ток is. +i

)ф жестко задан источником 9 базового смещения ib34, т.е. 04+is 1r+

=const то уменьшение тока i6 приб водит к такому же увеличению тока и соответствующему увеличению

"3

Коллекторы транзисторов 1 и 3, а также коллекторы транзисторов 2 и 4 соединены между собой так, что выходные токи усилителя равны сумме коллекторных токов соответствующих транзисторов г

"ВЬП, -"К1 "К

1 =.1 +1

9Ь<> К4

При этом фазовые и амплитудные соотношения коллекторных токов таковы, что при идентичности транзисторов усилителя обеспечивается коэффициент усиления по току К;=?, и площадь усиления К„ f=2ot f y f что более чем в 2 раза превышает площадь усиления известного устройства.

Основные соотношения для переменных составляющих токов усилителя следующие:

ВХ1 ВХ > К1 1 ВХ1

1 < - -(1- Х1), 1 >, 2.. 1

1х = ("(4) 1вх5-- 4 с 4) 31вх1, 1

К4 4 Bxт 4 BX1

0580 4

В случае идентичности транзисторов

14 = з 4=4 - /

5 1КГ- Е1вХ =7ê,. с

14.

1к = 1вх = 1вх =

Ъ 2 вых = 1ру 1вьщ =2- "

Sxg

10 Коэффициент усиления по току при этом равен

1 к. - —.

М 1 Вх, 19х2 о - "1O

<+jWD) 1+уйl )

Полоса пропускания "= тт.

Площадь усиления.

K af =2&4 =2 f f .

Необходимо отметить, что опти.мальный коэффициент усиления усилителя равен К. =:2 2. При этом транзисторы 2, 1, 3, 4 усилителя должны быть подобраны и выполнены следующие условия для постоянных составляющих токов э sx Вхя.

3 =3 =1 +1 1 Ч1

834 61 д

В 3 4

Увеличение коэффициента усиления

К можно осуществить, увеличивая

1 коэффициент передачи тока Ъ транзисторов 2 и 3.

Дифференциальный усилитель тока допускает непосредственное соединение выхода одного каскада с входом другого и удобен для реализации в монолитном исполнении.

Практическая реализация такого усилителя в составе усилителя напряжения показала, что его коэффициент усиления и площадь усиления в- два раза превышает соответствующие параметры наиболее широкополосной совре45 менной схемы каскадного дифференциального усилителя ОЭ-ОБ.

Таким образом, предложенный дифференциальный усилитель тока позволяет максимально (теоретически до

fg) использовать частотные возможности биполярных транзисторов и увеличить площадь усиления тока практически в два раза.

Применение дифференциального усилителя тока для построения усилительных трактов радиоаппаратуры позволяет значительно расширить полосу пропускания приборов.

5 930

Формула изобретения 439@ВФ

Составитель А. Меньшикова

Редактор П. Коссей Техред Т.Иаточка Корректор @. Иакаренко

Заказ 3 93/7 Тираж 95 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, Дифференциальный усилитель тока, содержащий первый и второй входные транзисторы с генераторами тока вход- 5 ного дифференциального сигнала в эмиттерной цепи каждого из них, первый н второй дополнительные транзисторы, включенные по дифференциальной схеме с источником тока в общей эмиттерной цепи, причем коллекторы первого и второго входных транзисторов соединены соответственно с коллекторамн второго и первого дополнительных.транзисторов, о т л и 1S

580 6. ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения площади усиления, базы первого и второго основных транзисторов соединены соответственно с базами первого и второго дополнительных транзисторов, при этом k точкам соединения баэ подключены источники базового смещения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гребен A.6. Проектирование аналоговых интегральных схем. И., "Энергия", 1976, с. 171, рис. 8-17 прототип).