Дифференциальный усилитель

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 9) 01) СПУБЛИК 3 4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ЗОБРЕТЕНИ ОПИ ОРСК нап У 32.Я. Татарин888)идетельство СССР 3 Р 3/45, 1982. НЫИ УСИЛИТЕЛЬ тносится к радиоретения - расширемического диапазона циальный усилитель зисторы 1-4 генеажатели 6-10 тока аков,на источник ка генеыбранй сигналретение Цель изо ного дин Дифферен ржит тра ока, отр техни ние вых по току (ДУ) со ратор 5 ток,(21) 3963296/24-0(ОТ), диоды 11-14, повторити 16 тока и источники 17 ижения. Если входной сигналчто не требуется отдавать тгрузку, то ДУ потребляет от17 ток в три раза больший тратора, который может бытьдостаточно малым, Если входтаков, что нагрузка требуети ДУ потребляет от источникпропорциональный току нагрудостигается введением ОТ 9диодов 13 и 14., с помощью квыходе ДУ можно получить.любтребуемый нагрузкой. 1 ил.13343Изобретение относится к радиотехнике, в частности к усилителям с дифференциальным входом.Пель изобретения - расширение5 выходного динамического диапазона по току.На чертеже показан предлагаемый усилитель.ДифФеренциальный усилитель содер О жит первые транзисторы 1 и 2, вторые транзисторы 3 и 4, генератор 5 тока, первый, второй, третий, четвертый и пятый отражатели 6 - 10 тока, первый, второй, третий и четвертый диоды 11 в 15 14, первый и второй повторители 15 и 16 тока, первый и второй источники 17 и 18 напряжения.Дифференциальный усилитель работает следующим образом. 20Дифференциальный входной сигнал поступает на базы. первых транзисторов 1 и 2, которые являются входами дифференциального усилителя. Если дифференциальный сигнал равен нулю, то 25 первые транзисторы 1 и 2 открьггы одинаково и через них протекают равные токи, которые отражаются первым и вторым отражателями 6 и 7 тока и с их вторых выводов поступают на соответствующие входы управления пятого и четвертого отражателей 9 и 10 тока через вторые транзисторы 3 и 4, При этом токи с первых выходов первого и второго отражателей 6 и 7 тока оказываются равными токам с выходов пятого и четвертого отражателей 10 и 9 тока, Поэтому прямосмещенные диоды 11-14 не открываются и добавления тока для дифференциального усилителя 4 О не происходит.Токи с опорных входов первого и второго отражателей 6 и 7 тока, пропорциональные коллекторным токам первых транзисторов 1 и 2, втекают в 45 эмиттеры транзисторов первого и второго повторителей 15 и 16 тока, включенных по схеме с общей базой относительно второго источника 18 напряжения. Коллекторный ток транзистора 5 О первого повторителя 15 тока втекает ,в вход управления третьего отражателя 8 тока и отражается на его выходе, где иэ него вычитается коллекторный ток транзистора второго повторителя 16 тока.Таким образом, при отсутствии дифференциального сигнала на входе дифференциального усилителя ток на его 62 2выходе равен нулю. В это время дифференциальный усилитель потребляет от первого источника 17 напряжения в три раза больший ток, чем задан генератором 5 тока, поскольку через опорные входы первого и второго отражателей 6 и 7 тока протекают в три раза большие токи,чем через их входы управления. При появлении на входах дифференциального сигнала, например, такого, что первый транзистор 2 открывается силь- . нее, чем третий транзистор 1, коллекторный ток первого транзистора 2 становится больше коллекторного тока первого транзистора 1. Коллекторный ток первого транзистора 2 отражается вторым отражателем 7 тока и попадает с его второго выхода на эмиттер второго транзистора 4.С коллектора второго транзистораток, попадая на вход управления четвертого отражателя 9 тока, появляется на его выходе, где от него отнимается ток, равный коллекторному току первого транзистора 1 с первого выхода первого отражателя 6 тока. Поскольку коллекторный ток первого транзистора 2 больше коллекторного тока первого транзистора 1, третий диод 13 открывается и через него протекает ток, равный разнице токов в коллекторах первых транзисторов 1 и 2, что увеличивает выходной ток дифференциального усилителя. При этом ток на выходе пятого отражателя 10 тока меньше тока на первом выходе второго отражателя 7 тока, Разностный ток через открывшийся в этом случае второй диод 12 протекает в эмиттер второго транзистора 4 и через его коллектор в вход управления четвертого отражателя 9 тока, отражается на его выходе и суммируется через третий диод 13 с током генератора 5 тока. Это увеличивает модуль разности токов в коллекторах первых транзисторов 1 и 2, что увеличивает ток через третий диод 13.На выходе дифференциального усилителя протекает ток в три раза больший, чем разница токов в коллекторах первых транзисторов 1 и 2, поскольку через опорные входы первого и второго отражателей тока 6 и 7 протекают в три раза большие токи, чем через их входы управления.Процесс нарастания тока на выходе дифференциального усилителя протекает до тех пор, пока там не устанавлива13343 ВНИИПИ Заказ 3979/56 Тираж 901 Подписное Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ется напряжение, заданное входным дифференциальным сигналом и цепями отрицательной обратной связи (не указаны) . В этом состоянии ток через тре 5 тий диод 13 не нарастает, поскольку это увеличивает разностный ток через коллекторы первых транзисторов 1 и 2 и приводит к падению напряжения на выходе дифференциального усилителя, 10 что приводит к запиранию первого транзистора 2 и не дает увеличиться разностному току через коллекторы первых транзисторов 1 и 2, Очевидно. пока не изменяется входной дифферен циальный сигнал, разностный ток в коллекторах первьм транзисторов 1 и 2 не уменьшается, поскольку это при приводит к приоткрыванию через цепи .обратной связи первого транзистора 20 2 и увеличению разностного тока до нужной (требуемой нагрузкой дифференциального усилителя) величины.При появлении на входах дифференциального сигнала другого знака, ко торый сильнее открывает первый транзистор 1 по сравнению с первым транзистором 2, процесс нарастания выходного тока происходит аналогично, только теперь открываются первый диод 30 11, через который протекает разностный коллекторный ток первых транзисторов 1 и 2, и четвертый диод 14, через который протекает двойной разностный коллекторный ток первых тран зисторов 1 и 2. В этом случае с током генератора 5 тока суммируется ток, пропорциойальный модулю разности токов в коллекторах первых транзисторов 1 и 2, что дает возможность получить 40 на выходе дифференциального усилителя любой ток, требуемый нагрузкой.Таким образом, если входной сигнал дифференциального усилителя таков, что не требуется отдавать ток в нагрузку, то дифференциальный усилитель потребляет от первого источника 17 напряжения ток, в три раза больший тока генератора 5 тока, который может быть выбран достаточно малым. Если же входной сигнал таков, что нагрузка 624требует тока, то и дифференциальный усилитель будет потреблять ток от первого источника 17 напряжения пропорциональный току нагрузки,Формула изобретения Дифференциальный усилитель, содержащий первый и второй транзисторы в каждом плече, базы которых объединены и являются входами дифференциального усилителя, эмиттеры первых транзисторов объединены и через генератор тока соединены с общей шиной, а также первый и второй отражатели тока, выходы которых соединены с первыми выводами первого и второго диодов соответственно, при этом опорные входы первого и второго отражателей тока через первый и второй повторители тока соединены с выходом и входом третьего отражателя тока соответственно, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения выходного динамического диапазона по току, первый и второй отражатели тока выполнены с дополнительными выходами, которые соединены с коллекторами первых транзисторов дифференциального усИлителя соответственно, а входы первого и второго отражателей тока соединены с эмиттерами вторых транзисторов дифференциального усилителя и вторыми выводами первого и второго диодов соответственно, при этом между выходом первого отражателя тока и коллектором второго транзистора второго плеча дифференциального усилителя введен четвертый отражатель тока, между выходом второго отражателя тока и коллектором второго транзистора первого плеча введен пятый отражатель тока, между входами четвертого и пятого отражателей тока и общей эмиттерной цепью первых транзисторов дифференциального усилителя введены третий и четвертый диоды соответственно, при этом вторые транзисторы имеют структуру противоположную структуре первых транзисторов, а выходом является вход третьего отражателя тока