Дифференциальный усилитель

1 12790Изобретение относится к радиоэлектронике и может использоваться в качестве входного каскада в компараторах и переключателях тока.Цель изобретения - увеличение быстродействия при одновременном снижении входного тока смещения.Принципиальная электрическая схемадифференциального усилителя, выполненного согласно данному изобретению, 10приведена на чертеже.Дифференциальный усилитель (ДУ)содержит два основных п-р-п транзистора 1 и 2 с генератором 3 стабильного тока (ГСТ) в их общей эмиттерной 15цепи, выполненным на основе токозадающего и-р-п транзистора 4 с источником 5 напряжения смещения в цепи базы, резистором б - в цепи эмиттера,схемой токового зеркала - в цепи колалектора и р-п-р транзистором 7 цепиобратной связи, включенным по схемес общим коллектором и поцключеннымбазо-эмиттерным переходом между эмиттером токозадающего транзистора 4 и 25его эмиттерным резистором 6. Приэтом схема токового зеркала состоитиз входного р-и-р транзистора ро вдиодном включении и выходного р-и-ртранзистора 9, подключенных база- З 0эмиттерными переходами последовательно по постоянному току между эмиттерами входных транзисторов 1 и 2 иколлектором токозадающего транзистора 4, при этом коллектор выходноготранзистора 9 схемы токового зеркаласоединен с базой транзистора 7 цепиобратной связи,Усилитель работает следующим образом, 40 При подаче напряжения питания и наличии постоянных потенциалов на входах ДУ в обеих ветвях ГСТ 3, образованных соответственно транзисторами 4, 7 и 8 и транзистором 9 и резистором б, устанавливаются рабочие токи, сумма которых является выходным током ГСТ 3. Соотношение этих токов определяется отношением площадей эмиттеров транзисторов 8 и 9, образующих схему токового зеркала.Наличие глубокой отрицательной обратной связи с выхода схемы токового зеркала (т.е, с коллектора транзнстора 9) на базу транзистора 7 обуславливает высокую стабильность выходного тока СТ в переходных режимах ДУ. При открывающем входном сигнале,например синфазном, паразитная емкость, шунтирующая выход ГСТ, образованная суммой емкостей база-эмиттертранзисторов 1 и 2 и емкостей переходов коллектор-база транзисторов 4и 9, заряжаясь, увеличивает суммарный ток смещения в общей эмиттернойцепи транзисторов 1 и 2.Увеличение тока в коллекторнойцепи транзистора 9 (определяемогосуммой зарядного тока емкости коллектор-база транзистора 4, отраженногосхемой токового зеркала, и зарядноготока емкости коллектор-база транзистора 9) приводит к увеличению падениянапряжения на резисторе б, прилагаемого в запирающей полярности к базоэмиттерным переходам транзисторов 4 ии 7, и, как следствие, к уменьшениюколлекторных токов транзисторов 4 и7, что эквивалентно уменьшению влияния паразитных емкостей,При запирающем входном сигнале,синфазном или дифференциальном уменьшение тока, втекающего в ГСТ со стороны транзисторов 1 и 2 дифференциальной пары, сопровождается уменьшением падения напряжения на резисторе б,что приводит к увеличению коллекторного тока транзисторов 4 и 7, Приэтом исключается .возможность нарушения нормального функционирования врежиме больших сигналов, характерном .для входных каскадов компараторов ипереключателей тока, имеющаяся дляобычного дифференциального усилителявследствие впияния паразитных емкостей, шунтирующих ГСТ и способствующих уменьшению и даже полному исчезновению тока, смещающего транзисторыдифференциальной пары.Так, например, при запирающем перепаде напряжения., поданном на входодного из плеч обычного ДУ и состоянии отсечки в другом плече превышение скорости нарастания входногосигнала над скоростью перезаряда паразитной емкости входным током етабилизатора приведет к одновременномузапиранию обоих плеч ДУ, т.е к нарушению функционирования,В предлагаемом же ДУ отрицательные емкостные эффекты значительно ослаблены.В другом случае, например, привходном синфазном импульсном перепадеотрицательной полярности база-эмиттерные переходы транзисторов 1 и 2Составитель Э.СапежкаТехред В Кадар ректор С.Чер Редактор Г.Гербер Заказ 6853 57 Тираж 816Ога комитета ССС Падписн ВНИИПИ Государствен по делам изобре 13035, Москва, Ж, ений и открытийРаушская наб., д Оизвадственна - полиграфическое редприятиеГ. Ух(Орад, ул. Проектная,3. 12790 из-за паразитных емкостей, шунтирующих переход коллектор-база токостабилизирующего транзистора 4, смещаются в обратном направлении, что способствует уменьшению их эмиттерного тока,5 Однако это уменьшение приводит к нарушению баланса токов в ветвях ГСТ 3, причем коллекторный ток транзистора 9 и падение напряжения на резисторе 6 уменьшаются, а коллекторные токи транзисторов 4 и 7 увеличиваются. Увеличение этих токов приводит к увеличению скорости перезаряда паразитных емкостей, при этом существенно ослабляется зависимость тока смещения 1 входных транзисторов 1 и 2 ат скоро,сти нарастания входного сигнала. Следовательно, использование ГСТ 3 позволяет обеспечить постоянства тока смещения ДУ при более высоких скорас- .20 тях нарастания сигнала на ега входах, что эквивалентно снижению величины паразитных емкостей, шунтирующих ГСТ,Таким образом, изобретение позволяет увеличить быстродействие ДУ прц одновременном снижении входных токов смещения по отношению к обычному ДУ, быстродействие которого является зависимым от папярности вхоцного сигнала характеризующемуся большими тока 3 ЗО ми смееия для устранения указанной ассиметрии. Дифференциальный усилитель, содержащий два входных транзистора с генератором стабильного тока в их общей эмиттернай цепи, выполненным на основе под:,;юченного базой к источнику смещения токозадающего транзистора срезистором в его эмиттерной цепи,подсоединенным первым выводом к шинепитания, а т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью увеличения быстродействия при одновременном снюкении входного тока смещения, он имеет тридополнительных транзистора другоготипа проводимости, причем первый изцих, включенный па схеме с общим коллекторам, подсоединен базой ( второму выводу указанного резистора, аэмцттерам - к эмцттеру таказадающегатранзистора, а второй и третий дополнительные транзисторы, образум;есхему токового зеркала с транзисторомв диодном включении, подключець. базаэмиттерными переходами паследавательна по постоянному току между эмцттерами входньх транзисторов иколлектором т(казадающега транзистара , а коллектор транзитора схемы токового зеркаласоединен с базой первого допалнительнага транзистора,