Дифференциальный усилитель

(51) МКл. Н 0313/ с присоединением заявки32) Приоритетпубликовано 25.07.74. Бюллетень27ата опубликования описания 30.12,74 Государственный квинтет Совета Министров СССР оо делам изооретвни 9 и открытий(1) Заявител собое конструкторское бюро вычислите техник(54) ДИффЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ Изобретение относится к усилителям и может быть использовано в линейных микросхемах.Известен дифференциальный усилитель с симметричным входом и несимметричным выходом, содержащий входной дифференциальный каскад, выполненный на полевых транзисторах, в общей цепи истоков которых включен источник тока, а в цепи стоков последовательно по постоянному току - первая дина мичеокая нагрузка на полевых транзисторах с объединенными затворами, в цепи стоков которых включена вторая динамическая нагрузка на транзисторах с обьединенными базами, причем между местом соединения зат воров и местом соединения баз транзисторов динамических нагрузок включен эмиттерный повторитель, база которого подключена к коллектору одного из транзисторов второй динамической нагрузки, а коллектор другого тран зистора упомянутой нагрузки подключен к базе транзистора эмиттерного повторителя выходного каскада.Однако известный дифференциальный усилитель характеризуется большой чувствитель ностью статического уровня сигнала на выходе к разбросу напряжения отсечки полевых транзисторов и плохой нагрузочной способностью усилителя, обусловленных нестабильностью режима работы. 3 Целью изооретения является стабилизация режима работы усилителя.Это достигается тем, что коллектор эмиттерного повторителя выходного каскада подключен к коллектору эмиттерного повторителя входного каскада, а в цепи коллектора и эмиттера эмиттерного повторителя выходного каскада последовательно по постоянному току включены транзисторы динамических нагрузок, базы которых подключены соответственно к общей цепи истоков транзисторов входного дифференциального каскада и через цепь из последовательно соединенных транзистора в диодном включении и резистора к месту соединения без транзисторов второй динамической нагрузки.Изобретение поясняется принципиальной схемой, Дифференциальный усилитель с симметричным входом и несимметричным выходом содержит входной дифференциальный каскад на полевых транзисторах 1, 2, в общей цепи истоков которых включен источник 3 тока смещения, а в цепи стоков,последовательно по постояиному току - первая динамическая нагрузка,на полевых транзисторах 4, 5 с объединенными затворами, в цепи стоков которых включена вторая динамическая нагрузка на транзисторах 6, 7 с объединенными базами, эмиттерный повторитель входного каскада на транзисторе 8, эмиттерный повто5 10 15 20 19 Р 14 1716 = 113 ритель выходного каскада иа транзисторе 9, в цепи коллектора и эмиттера которого последовательно по постоянному току включены транзисторы 10 и 11 динамических нагрузок соответственно, а также транзистор 12 в диодном включении, резисторы 13, 14 и 15. Между местом соединения затворов полевых транзисторов 4, 5 и местом соединения баз транзисторов 6, 7 динамических нагрузок включении эмиттерный повторитель на транзисторе 8, база которого подключена к коллектору транзистора 6 второй динамической нагрузки. Коллектор транзистора 7 второй динамической нагрузки подключен к базе транзистора 9 эмиттерного,повторителя выходного каскада. Коллектор транзистора 9 подключен к коллектору транзистора 8 эмиттерного повторителя входного каскада. База транзистора 10 динамической нагрузки в цепи коллектора транзистора 9 подключена к общей цепи истоков транзисторов 1, 2 входного:дифференциального каскада. База транзистора 11 динамической нагрузки в цепи эмиттера транзистора 9 подключена через цепь из последовательно соединенных транзистора 12 в диодном включении и резистора 13 к месту соединения баз транзисторов 6, 7 второй динамической нагрузки.Режим работы усилителя стабилизируется следующим образом. Благодаря наличию диодно-резистивной цепи, состоящей из транзистора 12 в диодном включении и резистора 13, создающей смещение на базах транзисторов 6, 7 второй динамической нагрузки имеет место, пропорциональность следующих напряже,ний: где 1 е, 17 - эмиттерные токи транзисторов 6,7;1 в ток через резистор 13;Лз, Кь Ры - сопротивления резисторов 13, 14, 15 соответственно, В то же время нелинейное управление напряжением база-эмиттерного,перехода транзистора 11 через упомянутую диодно-резистивную цепочку заставляет ток 1, протекающий через транзистор 11, следить за током 1, так что 1=1. В результате этого эмиттерные повторители транзисторов 8 и 9 входного и выходного каскадов одинаково шунтируют транзисторы 6 и 7 второй динамической нагрузки, благодаря чему статические напряжения Уе и У 7 на коллекторах соответствующих транзисторов автоматически выравниваются и, соответственно, повышается стабильность работы каскадов. Средний уровень напряжений Уе и У 7 стабилизируется следующим образом. Пусть, например, напряжения Уе и У 7 возросли; это приведет к соответствующему изменению токов 1 е, 17, 1, 1 и, автоматически изменится также тэк Ае в эмиттерной 30 35 40 45 50 55 60 4цепи транзистора 10 (Ае=21), который, отбирая своей базовой цепью часть тока от источника 3, уменьшит потенциал Уна истоках полевых транзисторов 1 и 2, Уменьшение потенциала У передается через входной дифференциальный каскад на транзисторах 1, 2 и первую динамическую напрузку на полевых транзисгорах 4, 5 на коллекторы траязисторов 6, 7 второй динамической нагрузки, компенсируя первичное увеличение нанряжений Уе и У до их стабилизации,Описанный процесс стабилизации напряжений Уе и У 7 возникает при компенсации технологических разбросов напряжений отсечки полевых транзисторов и тепловом дрейфе источника тэка. Подключение базы транзистора 10 к общей цепи истоков транзисторов 1, 2 входного дифференциального каскада обеспечивает требуемое автоматическое смещение транзисторов 4 и 5 на любом уровне входного сигнала У и позволяет использовать транзисторы с одинаковым диффузиэнным,профилем и ингегральную технологию их изготовления. Предмет изобретения Дифференциальный усилитель с симметричным входом и несимметричным выходом, содержащий входной дифференциальный каскад, выполненный, например на полевых транзисторах, в общей цепи. истоков которых включен источник тэка, а в цепи стэкэв последовательно по постоянному току - первая динамическая нагрузка,на полевых транзисторах с объединенными затворами, в цепи стоков которых включена вторая динамическая нагрузка на транзисторах с объединенными базамипричем между местом соединения затворов и местом соединения баз транзисторов динамических .нагрузок включен эмиттерный повторитель, база которого подключена к коллектору одного из транзисторов второй динамической нагрузки, а коллектор другого транзистора упомянутой нагрузки подключен к базе транзистора эмиттерного повторителя выходного каскада, отличающийся тем, что, с целью стабилизации режима рабогы усилителя, коллектор эмиттерного повторигеля выходного каскада подключен к коллектору эмиттерного повторителя входного,каскада, а в цепи коллектора и эмиттера эмиттерного повторителя выходного каскада последова тельно по постоянному току включены трап зисторы динамических нагрузок, базы которых подключены соответственно к общей цепи истоков транзисторов входного дифференпиального каскада и через цепь из последовательно соединенных транзистора в диодном включении и резистора к месту соединения баз транзисторов второй динамической нагрузки.437193 Составитель Г. Челе сктор Н, Аук ехред А. Дроздова дактор О. Кунина одписно Типография, пр. Сапунова, 2 аказ 35039 Изд, М 79 ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений Москва, Ж, Раушска