Дифференциальный усилитель

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3 3454(5 БРЕТЕН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕГЕНИЙ И ОТНРЫТИ ОПИСАНИ(56) 1. Шило В.Л. Линейные интегральные схемы в Радиоэлектронной аппаратуре, И. "Советское радио", 1974, с. 178, Рис. 4,44.2, Заявка Японии В 56-31763, кл. Н 03 Р 3/45, опублик. 23.07.81 (прототип).(54) ,57) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий входной диференциальны 3 каскад, выполненньй .на первом и втором транзисторах, имеющих одну структуру, с генератором тока в общей эмнттерной цепи, коллекторы которых соединены с катодами соответственно первогои второго диодов и базами соответственно третьего и четвертого транзисторов, имеющих другую структуру, причем коллектор четвертого транзистора соединен с входам,80, 1138922 А отражателя тока, выход которого подключен к коллектору третьего траизистора и является выходом дифференциального:усилителя, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены пятый и шестой транзисторы,структура которых соответствуетструктуре первого транзистор, третий и четвертый диоды, первый и второй резисторы, первые выводы. которыхподключены к соответствующей шине .источника питания, а вторые выводы ;к анодам соответственно третьего ичетвертого диодов, катоды которыхсоединены с анодами соответственнопервого и второго диодов, при этомвторые выводы первого и второго резисторов соединены с базами соответ"ственно пятого и шестого транзисторов, включенных по схеме с общимколлектором, эмиттеры которых соединены с коллекторами соответственно четвертого и третьего транзисторов.зистора и является выходом дифференциального усилителя, введены пятыйи шестой транзисторы, структура которых соответствует структуре первого транзистора, третий и четвертыйдиоды, первый и второй резисторы,первые выводы которых подключены ксоответствующей шине источника питания, а вторые выводы - к анодам соответственно третьего и четвертогодиодов, катоды которых соединены санодами соответственно первого и второго диодов, при этом вторые выводыпервого и второго резисторов соединены с базами соответственно пятого и шестого транзисторов, включенных по схеме с общим коллектором, эмиттеры которых соединены с коллекторами соответственно четвертого и третьего транзисторов.На чертеже представлена принципиальная электрическая схема дифференциального усилителя (ДУ ,Усилитель содержит входной дифференциальный каскад, выполненный на первом и втором транзисторах 1 и 2, третий, четвертый, пятый и шестой транзисторы 3-6, первый, второй, третий и четвертый диоды 7-10, первый и второй резисторы 11 и 12, генератор 13 тока, отражатель 14 тока, а также резисторы 15 и 16.Усилитель работает следующим.об- разом.В отсутствие входного сигнала ток генератора 13 тока делится поровну между плечами дифференциального каскада (ДК 1. При равенстве резисторов 15 и 16 и первого и второго резисторов 11 и 12 напряжения на анодах третьего и четвертого диодов 9 и 10 и катодов первого и второго диодов 7 и 8 равны между собой, вследствие чего ток, протекающий через четвертый и пятый транзисторы 4 и 5 равен току, протекающему через третий и шестой транзисторы 3 и 6, и равен (при равенстве площадей эмиттерных переходов третьего, четвертого, пятого и шестого транзисторов 3-6 и переходов первого, второго, третьего и четвертого диодов 7-10) поло-вине тока генератора 13.При подаче на вход дифференциального усилителя крутого перепада напряжения происходит перераспределение тока генератора 13 между плечами ДК, что приводит к изменению напряжений на базах третьего, четвер 25 1 1138922 1Изобретение относится к радиоэлектронике и может Использоватьсяв быстродействующих аналоговых блоках.Известен дифференциальный усили 5тель, содержащий входной дифференциальный каскад, выполненный надвух транзисторах, эмиттеры которых через резисторы соединены сгенератором тока, а коллекторы - свходами соответствующих повторителей напряжения, выходы которых соединены через отражатель тока, выходкоторого подключен к каскаду усиления по напряжению С 3.5Однако в дифференциальном усилителе высокое быстродействие достигается благодаря включению форсирующих конденсаторов, что значительно усложняет схему при итегральнойтехнологии изготовления.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсядифференциальный усилитель, содержащий входной дифференциальныйкаскад, выполненный на первом ивтором транзисторах, имеющих однуструктуру, с генератором тока в общей эмиттерной цепи, коллекторы которых соединены с катодами соответ 30ственно первого и второго диодов ибазами соответственно третьего ичетвертого транзисторов, имеющихдругую структуру, причем коллектор. четвертого транзистора соединен свходом отражателя тока, выход которого подключен к коллектору третьего транзистора и является выходомдифференциального усилителя 2,Однако в известном дифференциальном усипителе быстродействие ограничено режимным током покоя схемы.Цель изобретения - повышение быстродействия.Для достижения поставленной целив дифференциальный усилитель, содер-жащий входной дифференциальный каскад, выполненный на первом и второмтранзисторах, имеющих одну структуру, с генератором тока в общей эмиттерной цепи, коллекторы которых50соединены с катодами соответственно первого и второго диодов и базами соответственно третьего и четвертого транзисторов, имеющих другуюструктуру, причем коллектор четвертого транзистора соединен с входомотражателя тока, выход которого под.ключен к коллектору третьего тран.Пр того, пятого и шестого транзисторов3-6, в результате этого ток в одной паре этих транзисторов 3 и 6резко возрастает (ток увеличиваетсяна несколько порядков и ограничивается только величиной первого и второго резисторов 11 и 2), а ток вдругой паре транзисторов 4 и 5 уменьшается до нуля. Вследствие этогоразинца между коллекторным током 1 Отретьего транзистора 3 и выходнымтоком отражателя 14 тока значительно (на несколько порядков) превышает ток покоя схемы, и скорость перезаряда суммарной емкости на нагрузке ду, определяющая максимальнуюскорость нарастания выходного напряжения, в предложенной схеме на порядок превышает скорость перезарядааналогичной емкости в известных операционных усилителях. Резисторы 15 и 16 необходимы для установления требуемого коэффициента усиления и формирования однополюсной амплитудно-частотной характеристики операционного усилителя,В предлагаемом дифференциальном усилителе первый и второй. диоды выполнены на транзисторах, структура которых соответствует структуре третьего и четвертого транзисторов.Использование предлагаемого схем- ного решения позволяет обеспечить высокую скорость передачи обоих фронтов импульса при малом токе потреб-. ления и, кроме того, приводит к уменьшению входного тока и увеличению его входного сопротивления, являющихся важнейшими параметрами операционных усилителей, в которых может использоваться предлагаемый дифференциальный усилитель.