Дифференциальный усилитель

(51) Н ОЗФЗ 4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН СТ ТОРСНОМУ СВИД(71) Шахтинский технологическийинститут бытового обслуживания и Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт имени В.И.Ульянова (Ленина)(54)(57) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ . УСИЛИТЕЛЬ, содержащий входной дифференциальный каскад на первом и второмтранзисторах, первыи и второй выходные повторители тока, входы которыхсоединены с коллекторами соответст"венно первого и второго транзисторов,управляемый генератор тока, выводпитания которого соединен с соответствующей шиной источника питания,и первый повторитель тока, о т л ич а ю щ и и с я тем, что, с целью уменьшения искажений путем повышения линейности характеристики передачи, в него введены первый и второй дополнительные транзисторы, первый, второй третий и четвертый резисторы, первый и второй диоды, второй повторитель тока и источник смещения, при этом база-эмиттерные переходы первого и второго дополнительных транзисторов включены параллельно база-эмиттерным переходам соответственно первого и второго транзисторов, коллекторы первого и второго дополнительных транзисторов подключены непосредственно к катодам соответственно первого и второго диодов, аноды которых соединены с источником смещения, а через соответственно первый и второй резисторы к входам соответственно первого и второго повторителей тока, вывода питания которых соединеныс входами соответственно первого и второго выходных повторителей тока, а выходы объединены и подключены к входу управляемого генератора тока, выход которого. через соответственно третий и четвертый резисторы подключен к эмиттерам со" ответственно первого и вторЬго тран" зисторов.3,3 9 1 о Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться н качестве входных каскадов быстродействующих операционных усилителей.Известен дифференциальный усилитель с расширенным диапаэоном активной работы 13.Однако данный дифференциальный усилитель характеризуется неудовлетворительными параметрами по дрейФу и ослаблению синфазных сигналов.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является дифференциальный усилитель, содержа-. щий входной дифференциальный каскад на первом и втором транзисторах, перный и второй выходные повторители тока, входы которых соединены с коллекторами соответственно первого и второго транзисторов, управляемый генератор тока, вывод питания которого соединен с соответствующей шиной источника питания, и первый повторитель сока (2 3.Однако известный дифференциальный усилитель характеризуется нелинейными искажениями за счет нелинейности характеристики передачиЦель изобретения - уменьшение искажений путем повышения линейности характеристики передачи.Цель достигается тем, что н дифференциальный усилитель, содержащий входной дифференциальный каскад на первом и втором транзисторах, первый и второй выходные повторители тока, входы которых соединены с коллекторами соответственно первого и второго транзисторов, управляемый генератор;, тока, вывод питания которого соединен с соответствующей шиной источника питания, и первый повторитель тока, введены первый и второй дополнительные транзисторы, первый, второй, третий и четвертый резисторы, первый и второй диоды, второй повторитель тока и источник смещения, при этом база-эмиттерные переходы первого и второго дополнительных транзисторов включены параллельно баэа-эмиттерным переходом соответственно первого и второго транзисторов, коллекторы первого и второго дополнительных транзисторов подключены непосредственно к катодам соответственно первого и второго диодов, аноды которых соединены с источником смещения, а через соответстненно первый и второй резисторы - к входам соответственно первого и второго повторителей тока, Выводы питания которых соединены с входами соответственно первого и второго выходных повторителей тока, а выходы объединены и подключены к входу управляемого генератора тока, выход которого через соответственно третий и четвертый резисторы подключены к эмиттерам соответстьеннопервого и второго транзисторов.На чертеже представлена принципиальная электрическая схема дифференциального усилителя,5 Дифференциальный усилитель (ДУ)содержит входной дифференциальныйкаскад на первом и втором транзисторах 1 и 2, перный и второй выходныеповторители 3 и 4 тока, первый и 10 второй повторители 5 и б тока, первый и второй дополнительные транзисторы 7 и 8, первый, второй, третийи четвертый резисторы 9 - 12, первый и второй диоды 13 и 14, управляемый генератор 15 тока на транзисторе 16 и источнике 17 тока, источник 18 смещения, шины 19 и 20 источника питанияДифференциальный усилитель работает следующим образом.В статическом режиме )О :О) перхвый и второй диоды 13 и 14 закрыты.За счет глубокой отрицательной связипо синфазному сигналу замыкающейсячерез первый и второй дополнительныетранзисторы 7(8), первый и второйповторители 5(6) с единичным коэффициентом усиления ( К )= 1) и транзистор 16, устанавливаются следующие(1) 5,52,5., 5 - площади эмиттерных перехо 21 3дон первого и второго транзисторов 1 и 2 и первогои второго дополнительныхтранзисторов 7 и 8;токи в первом и второмрезисторах 9 и 10.В области малых входных напряжений крутизна преобразования Оз ввыходной ток ДУ) ь,имеет две составляющие. Первая составляющая опреде ляется передачей приращения тока1084963 дачу тока 1 по второму каналу отуровня К (1- н ):Кдо уровня Кд.Вместе с этим, одйако, изменитсяи крутизна преобразования входногонапряженияОвх в приращения тока (5Ех 11(1 а) Оех11 12 ( + 811 11.1(Ч ) где ЬЬ - эквивалентные .11.1(711,2(6вхоцные сопротивления параллельносоединенных первого, второго и первого и второго 15дополнительныхтранзисторов 1(7)и 2(8) в схеме собщей базой,.При этом 20 г р 11 11. 1(7) К 1 11 1+Ч +1 +11 12 11,1(1( 11,2(8 )По мере увеличения Охизменяетсянапряжение на первом дйоде 13. Принекотором О =Ч (50-100 мВ первыйВХ Грдиоц 13 откроется, что изменит пере(11 .35 на выход ПУ через первый транзистор 1. Вторая зависит от коэффициента усиления по току каналу, в который входит первый дополнительный транзистор 7 и первый повторитель 5, Заметим, что Од11 12 Р 11 +1 ф 612 11.1(1) 11. 2(В) где Ко- коэффициент усиления по току йервого повторителя 5 относительно эмиттерного выхода.Из формулы (13) следует, что наклон характеристики передачи выл 1 (О ) в области малых входных сигналов:11 третьего и четвертого резисторов11 и 12 Поэтому в области больших входных сигналов О50-100 мВ наклон 8 Х характеристики передачи ДУУсловие линейности характеристикиможно получить исходя из формул+Ъ я +я(17) 11 111 11 12.1(.811 г(8) Например, при Канеобходимо выбрать п=2/3.Таким образом, характеристика передачи данного дифференциального усилителя линейна и не имеет полочек вблизи точки согласования первого и второго участков Ч(.ГрВ предлагаемом дифференциальном усилителе за счет введения новых элементов обеспечиваются сравнительно большие уровни граничных напряжении 7 = 5-10 В и исключаются наиболее существенные изломы на характеристике передачи.1084963 Составитель И.ВодяхинаРедактор П.Коссей Техред М.Надь, КорректорА.Дзятк но Заказ илиал ППП. Патентф, г. Ужгород, ул ктная,34/52ВНИИПИпо дел113035,Тира судар м изо осква 862 Подп венного комитета СС етений и открытий Ж, Раушская наб.