Компаратор

Союз СоветскнхСоцмапмстмчесимхРеспублик ОП ИСАНИЕ ,894852ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М Кл Н 03 К 5/24 С 05 В 1/01 Гооударствоаый комитет по полам иаобретеиий и открытий Опубликовано 301281 Бюллетень Рй 48Дата опубликования описания 30.128 1(72) Авторы изобретения В.И. Анисимов, М.В, Капитонов, К.П; Полянин, П,П, "Холопов и В. Югай Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им, В,И, Ульянова (Ленйна) -(54) КОМПАРАТОР Изобретение относится к радиотехнике и электронике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники,Известны компараторы, содержащие входной дифференциальный каскад, выход которого соединен со входом промежуточного каскада, выполненного на транзисторе по схеме с общим эмиттером с генератором тока в цепи коллек 1 О тора, и выходной каскад, выполненныи .на транзисторе по схеме с общим эмиттером, вход которого соединен с выходом промежуточного каскада Г 13Недостаток таких компараторов -15 низкое. быстродействие.Цель изобретения - повышение быстродействия.Для достижения поставленной цели в компаратор, содержащий входной дифФеренциальный каскад, выход которого соединен со входом промежуточного каскада, выполненного на транзисторе по схеме с общим эмиттером с генератором тока в цепи коллектора, и выходнойкаскад, выполненный на транзисторе посхеме с общим эмиттером, вход которого соединен с выходом промежуточногокаскада, введен дополнительный транзистор, база которого подключена к выходу диФференциального каскада, эмиттер - к общей шине, а коллектор черезрезистор соединен с управляющим входом генератора тока промежуточногокаскада,На чертеже приведена принципиальная схема компаратора,Компаратор содержит входной дифференциальный каскад 1, выход которогосоединен со входом промежуточного каскада 2, выполненного на транзисторе 3по схеме с общим эмиттером с генератором 4 тока в цепи коллектора, выходнойкаскад 5, также выполненный на транзисторе по схеме с .общим эмиттером,вход которого соединен с выходом промежуточного каскада 2, и дополнительный транзистор 6, база которого под 3 89485клюцена к выходу дифференциальногокаскада 1, эмиттер - к общей шине, а коллектор через ризистор 7 соединен с управляющим входом генератора 4 тока , промежуточного каскада 2, Между управляющим входом генератора 4 тока и общей шиной включен резистор 8, Вхо. ды 9 и 10,дифференциального каскада 1 являются входами, а выход 11 каскада 5 - выходом компаратора.0Пусть в исходном состоянии потен. циал первого входа 9 компатора выше потенциала второго входа 10, При этом на входе промежуточного каскада 2 высокий потенциал, дополнительный тран 1 З эистор 6 и транзистор 3 промежуточно.о каскада 2 находятся в режиме насыщения, Коллекторный ток транзистора б ограничивается резистором 7, а коллек" торный ток транзистора 3 равен выход" ному току генератора 4 тока, величина которого определяется суммой токов, протекающих через резисторы У и 8 На выходе промежуточного каскада 2 низкий потенциал, следовательно, тран-зистор .выходного каскада 5 находится в режиме отсечки, и выход 11 компаратора имее; потенциал, близкий к положительному потенциалу шины питания.Скачкообразное снижение потенциала входа 9 относительно потенциала входа 10 вызывает быстрое уменьшение напряжения на выходе дифференциаль ного каскада 1, закрывание транзисторов 3 и б. Если характеристики транзисторов 3 и б идентичны, то переход З этих транзисторов из режима насыщения в режим отсечки происходит одновременно. Так как динамические характеристики интегральных р-и-р транзисторов с боковой инжекцией, на которых построен генератор тока 4, как правило много хуже характеристик интегральных и-р-и транзисторов, то выходной ток генератора 4 тока изменяется гораздо медленнее, чем коллекторные токи транзисторов 3 и 6. К моменту времени,когда транзистор 3 закрывается, выходной ток генератора 4 тока не успевает существенно измениться, Этот ток, величина которого определяется суммой Ж токов, протекающих через резисторы и 8, поступает на базу транзистора выходного каскада 5 и обеспечивает его формированный переход из режима отсечки в режим насыщения, Далее вы- .Я ходной ток промежуточного каскада 2 снижается до величины тока, протекая. щего через резистор 8, так как трэн 2 4эистор 6 закрыт. При этом снижаетсястепень насыщения транзистора выходного каскада 5, что позволяет снизить также время перехода этого транзистора из режима насыщения в режимотсечки при обратном изменении полярности входного сигнала компаратора.Так как транзистор выходного каскада5 компаратора насыщен, то выход 1имеет потенциал, близкий к потенциалу шины.При обратном изменении полярностисигнала на входах компаратора напряжение на выходе дифференциальногокаскада 1 повышается, транзисторы 3и 6 открываются. Как уже отмечалось,выходной ток генератора 4 тока изменяется гораздо медленнее коллектор"ных токов .транзисторов 3 и 6. Следовательно, транзистор 3 быстро входитв режим насыщения, напряжение на выходе промежуточного каскада 2 понижается, транзистор выходного каскада 5закрывается и потенциал на выходе 11компаратора становится близким к потенциалу шины питания, Нарастаниевыходного тока генератора 4 тока неприводит к изменению выходного сигнала компаратора, а снижает степень насыщения транзистора 3. Величина приращения этого тока ограничиваетсярезистором 7 в цепи коллектора транзистора б.Таким образом, введение дополнительного транзистора 6 позволяет значительно увеличить выходной ток промежуточного каскада 2 во время переходных процессов, снизить степеньнасыщения, транзистора 3 промежуточного каскада 2 и транзистора выходного каскада 5 в статическом режиме,и, следовательно, существенно повысить быстродействие компаратора. Кроме того, введение дополнительных элементов не требует увеличения напряжения питания, величина которого составляет 3-5 В,формула изобретенияКомпаратор, содержащий входной дифференциальный каскад, выход которого соединен со входом промежуточного каскада,выполненного на тран- зисторе по схеме с общим эмиттером с генератором тока в цепи коллектора, и выходной каскад, выполненный на транзисторе по схеме с общим эмитте894852 дх ( Составитель Н. МаркинРедактор И.Ковальчук Техред С. Мигунова Коррек номаренко 06/85 ВНИИПИ Гос по дела 113035 МоПодписноеСССРйб., д. 4/5 991 нного комитета тений и открыт35, Раушская н Тир арс изо ва,Зака иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,ром, вход которого соединен с выходом промежуточного каскада, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения быстродействия., введен дополнительный транзистор, база которого подключена к выходу дифференциального каскада, эмиттер - к общей шине, а коллектор через резистор соединен с управляющим входом генераторатока промежуточного каскада. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. "1 пеаг 1 педгаед с 1 гсц 11 ДАТА ЬооМ". Вып. 19, 1978, с. 300,рис. С 036 прототип),