Дифференциальный усилитель

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ОЮ (10 ЗЮ 11 Н 03 4 Й КОМИТЕТ СССР . РЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙР: Р( ГОСУДАРСТВЕ ПО ДЕЛАМ ИЗ ИЯ ЬСТВУ содержащии и транзисторы,пь эмитт тельно по пос соответственн рители тока, торах, другой объединены и генератора то ИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИД(71) Шахтинский технологический институт бытового обслуживания и Ленинградский ордена Ленина электротехническийинститут им. В.И. Ульянова (Ленина)(56) 1. Заявка ФРГ У 2633952,кл. Н 03 Р 3/45, опублик. 2402.77.2. Заявка ФРГ Яф 2633952,кл. Н 03 Р 3/45, опублик. 24.02.77(54) (57) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УС рвый и второи входные имеющие опну структуру, ров которых носледоватоянному току включены о первый и второй повтовыполненные на транзисструктуры, входы которых подключены к выходу ка, выполненного на транзисторе, база которого соединенас источником напряжения смещения,а эмиттер через первый токостабилизирующий двухполюсник - с первойшиной источника питания, к которойтакже подключены второй и третийтокостабилизирующие двухполюсники, тртий повторитель тока, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона, междувыходами первого и второго повторителей тока и эмиттером транзистора генератора тока введены последовательно соединенные блок выделения наименьшего из двух токов и усилительтока, выполненный на транзисторе,включенном по схеме с общим коллектором, выходы второго и третьего токостабилизирующих двухполюсников соединены с выходами соответственно первого и второго повторителей тока,вход и выход третьего повторителятока соединены с коллекторами соответственно первого и второго входныхтранзисторов, а выводы питания третьего повторителя тока соединенс второй шиной источника питания.Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в операционных усилителях я компараторах.Известен дифференциальный усилитель, содержащий два входных транзистора, эмиттеры которых через соответственно первый и второй транзисторы,включенные по схеме с общей базой,соединены соответственно с входоми выходом первого повторителя тока, 1 Оа коллекторы входных транзисторовобъединены и через второй повторительтока соединены с объединенными базами первого и второго транзисторов,включенных по схеме с общей базой, и 15с выходом генератора тока, соединенного с соответствующей шиной источникапитания Г 13.Однако в данном устройстве сравнительно узкий динамический диапазон у 0Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсядифференциальный усилитель, содержащий первый и второй входные транзисторы, имеющие одну структуру, в цепь 25эмиттеров которых последовательно попостоянному току включены соответственно первый и второй повторителитока, выполненные на транзисторахдругой структуры, входы которых 30объединены и подключены к выходугенератора тока, выполненного на транзисторе, база которого соединена систочником напряжения смещения, аэмиттер через первый токостабилизирующий двухполюсник - с первой шинойисточника питания, к которой такжеподключены второй и третий токостабилизирующие двухполюсники, третийповторитель тока Г 22.40Однако в известном устройствесравнительно узкий динамическийдиапазон, ограниченный величинойтока генератора тока.Цель изобретения - расширение ди.намического диапазона,Для этого в дифференциальном усилителе, содержащем первый и второйвходные транзисторы, имеющие однуструктуру, в цепь эмиттеров которыхпоследовательно по постоянному токувключены соответственно первый ивторой повторители тока, выполненныена транзисторах другой структуры,входы которых объединены и подк 1 почены 55к выходу генератора тока, выполненного на транзисторе, база которого,соединена с источником напряжения смещения, а эмиттер через первый токостабилизирующий двухполюсник - спервой шиной источника литания, к ко.тороп также подключены второй и третий токастабилизирующие двухполюсники, третий повторитель тока, между выходами первого и второгоповторителей тока и эмиттеромтранзистора генератора тока введены .последовательно соединенныеблок выделения наименьшего из двухтоков и усилитель тока, выполненныйна транзисторе, включенном по схемес общим коллектором, выходы второго итретьего токостабилизирующих двухполюсников соединены с выходамисоответственно. первого и второгоповторителей тока, вход и выход третыго повторителя тока соединены с коллекторами соответственно первогои второго входных транзисторов, а выводы питания третьего повторителятока соединены с второй шиной источника питания,На чертеже представлена принципиальная электрическая схема дифференциального усилителяДифференциальный усилитель содер"жит первый и второй входные транзис"торы 1 и 2, первый и второй повторители 3 и 4 тока, генератор тока, выполненный натранзисторе 5, источникб напряжения смещения, первый, второй и третий токостабилизирующиедвухполюсники 7-9, блок 10 выделениянаименьшего из двух токов, усилитель11 тока, третий повторитель 12 тока,причем первый и второй повторители3 и 4 тока выполнены соответственнона транзисторах 13 и 14, а блок 10выполнен на диодах 15-18,Дифференциальный усилитель работает следующим образом.При нулевом входном напряженииОвх =0 коллекторные токи первого ивторого входных транзисторов 1 и 2устанавливаются одинаковыми и равнымиколлекторному току транзистора 5,который, в свою очередь, определяется током первого токостабилизирующего двухполюсника 7 (11,). Токи второго и третьего токостабилизирующихдвухполюсников 8 и 9 выбираются несколько меньше, чем 0,5 1, Поэтомудиоды 17 и 18 открыты а диоды 15и 16 закрыты.Усилитель 11 тока находится в состоянии высокого выходного сопротивле.ния и не влияет на работу транзистора 5. Найряжение источника 6 напряжения смещения выбирается более положи" тельным (на 3-5 В) относительно шины отрицательного источника питания.Если входное напряжение Овс 25-50 ИВ увеличивается, то это вызывает увеличение коллекторного тока первого. входного транзистора 1 и тока через диод 17. Коллекторный ток второго вход ного транзистора 2 и ток через диод 18 уменьшаются. При некотором 0=0 = =25-50 ИВ, когда диод, 18 закроется, дальнейшее уменьшение коллекторных токов второго входного транзистора 15 2 и транзистора 14 прекратится, так как блок 10 и усилитель 11 токазамкнут через транзистор 5 и второй повторитель 4 тока, петлю отрицательной обратной связи. Все дальнейшее 20 приращение входного напряжения Ов приложено между коллектором транзистора 5 и базой первого входного транзистора 1, Поэтому выходной ток дифференциального усилителя не имеет ограничений в широком диапазоне изменения 08 =0-7 В.При .отрицательном входном напряжении уменьшается коллекторный ток первого входного транзистора 1 и дио" да 17. Как только ток диода 17 умень- шается до нуля, дальнейшее изменение коллекторных токов первого входного транзистора 1 и транзистора 13 прекратится. Это приводит к передаче всего приращения Оь на коллектор транзистора 5, В результате эмиттерный ток второго входного транзистора 2 и выходной ток дифференциального усилителя изменяется пропорционально Ов.Применение данного дифференциального усилителя в качестве входного каскада операционного усилителя (ОУ) позволяет увеличить быстродействие ОУ на один-два порядка.1307279 Составитель И.Водянихиова Техред А, Ач Редактор Н,П рректор А,Ферен Заказ 5775 Подписно Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 862НИИПИ Государственногопо делам изобретений13035, Москва, Ж, Р комитета СССР открытий ушская наб., д. 4/5