Дифференциальный усилитель

(19) 110 1511 Н 03 Р 3/45 САНИЕ ИЗОБРЕТ ВИДЕТЕЛЬСТ ТОРСН л тронн рых соектронаждогоругогоодом ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(7 1) Шахтинский технологический инсти"тут бытового обслуживания и Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина)(54) (57) 1.ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬсодержащий первый и второй входныетранзисторы, именяцие одну структуру,эмиттеры которых через соответственно первый и второй резисторы соединены с,эмиттерами соотввтственнопервого и второго выходных транзисторов, имеющих другую структуру, коллекторы которых соединены соответственнос входом и выходом первого повторителя тока, выводы питания которого подключены к первой шине источника питания, а выход является выходом дифференциального усилителя, базы первого и втброго выходных транзисторов объединены и подключены к токоста билизирующемудвухполюснику и выходу второго повторителя тока, выводы питания которого подключены к второй шине источника питания, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью расширения динамического диапазона, между коллекторами первого и второго входных транзисторов и входом второго повторителя тока включены первый и второй дополнительные резисторы, а между коллекторами первого и второговходных транзисторов и второй шиной источника питания включен электронный переключатель. 2, Усилитель по п. 1, о а ю щ и й с я тем, что эл ереключатель выполнен на дву ранзисторах, коллекторы кото инены и являются выходом эле ого переключателя, эмиттер к ,з которых .соединен с базой. д является соответствующим вх лектронного переключателя.1 107Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в качестве входного каскада быстродействующих операционных усилителей.Известен дифференциальный усилитель, содержащий первый и второй входные транзисторы, первый и второй выходные транзисторы с обью,:ненными базами, элемент активной нагрузки, связанный с коллекторами выходных транзисторов, стабилизатор тока, под" ключенный к базам выходных транзисторов, повторитель тока, выход которого соединен с базами выходных тран- зисторов, а вход - с коюлекторами входных транзисторов, причем эмиттеры соответствующих входных и выходных транзисторов связаны друг с другом, а базы входных транзисторов соединены с базами транзисторов параллельного канала передачи входного напряжения Г 12.Однако данное устройство в режиме большого сигнала имеет сравнительно малое входное сопротивление.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является дифференциальный усилитель, содержащий первый и второй входные транзисторы, имеющие одну структуру, эмиттеры которых через соответственно первый и второй реэисторь 1 соединены с эмиттерами соответственно первого и второго выходных транзисторов, имеющих другую структуру, коллекторы которых соединены соответственно с входом и выходом первого повторителя тока, выводы питания которого подключены к первой шине источника питания, а выход является выходом дифференциального усилителя, базы первого и второго выходных транзисторов объединены и подключены к токостабилиэирующему двухполюснику и выходу второго повторителя тока, выводы питания которого подключены к второй шине источника питания Г 23.Однако известный дифференциальный усилитель имеет сравнительно узкий динамический диапазон, в пределах которого выходной ток дифференциального усилителя пропорционален входному напряжению. Цель изобретения врасширение динамического диапазона.Поставленная цель достигается тем, что в дифференциальном усилителе, содержащем первый и второй входные 281 2транзисторы, имеющие одну структуруэмиттеры которых через соответственно первый и второй резисторы соедине,ны с эмиттерами соответственно пер 5 вого и второго выходных транзисторов,имеющих другую структуру, коллекторыкоторых соединены соответственно свходом и выходом первого повторителятока, выводы питания которого под 1 О ключены к первой шине источника питания, а выход является выходом дифференциального усилителя, базы первого и второго выходных транзисторовобъединены и подключены к токоста 15 билизирующему двухполюснику и выходувторого повторителя тока, выводыпитания которого подключены к второйшине источника питания, между коллекторами первого и второго входных2 О транзисторов и входом второго повторителя тока включены первый и второйдополнительные резисторы, а междуколлекторами первого и второго входных транзисторов и второй шиной25 источника питания включен электронный переключатель.Причем электронный переключательвыполнен на двух транзисторах, коллекторы которых объединены и являЗО ются выходом электронного переключателя, змиттер каждого из которых соединен с базой другого и является соответствующим входом электронного переключателя.На фиг. 1 представлена электрическая принципиальная схема дифференциального усилителя, на фиг. 2вариант выполнения электронного переключателя.40Дифференциальный усилитель содержит первый и второй входные транзис.торы 1 и 2, первый и второй резисторы 3 и 4, первый и второй выходныетранзисторы 5 и 6, первый и второй45повторители 7 и 8 тока, токостабилизирующий двухполюсник 9, первый ивторой дополнительные резисторы 10и 11, электронные переключатель 12,выполненный на транзисторах 13 и 4с входными клеммами 15 и 16 и выходной клеммой 17 Электронный переключатель (фиг, 2) содержит диоды18 и 19, стабилитрон 20, генератор21 тока,Устройство работает следующимобразом.В статическом режиме змиттерныеи, следовательно, коллекторные токипервых и вторых входных и выходных,транзисторов 1, 2, 5 и 6 равны половине тока токостабилизирун щего двухполюсника 9. Коллекторные токи первого и второго входных транзисторов 1 и 2 полностью передаются на вход второго повторителя 8 тока, так как передача тока с входов 15 и 16 на выход 17 электронного переключателя 12 близка к нулю. Такой режим в устройстве (фиг. 1) обеспечивается запиранием транзисторов 13 и 14 в области малых входных напряжений.Если на базу первого входного транзистора 1 подается отрицательное относительно базы второго выходного транзистора 2 входное напряжение, то это вызывает уменьшение коллектор- ного тока первого входного транзистора 1 и увеличение коллекторного тока второго входного транзистора 2. Электронный переключатель 12 построен таким образом, что при Ов,) 20- 40 мВ все приращение коллекторного тока второго входного транзистора 2 начинает передаваться не на вход второго повторителя 8 тока, а на шину питания через выход 17 электронного переключателя 12, Это приводит к стабилизации коллекторного тока первых входного и выходного транзисторов 1 и 5 и, следовательно, к передаче всего дальнейшего приращения Овх на базу второго выходного транзистора 6. Поэтому выходной ток дифферен-. циального усилителя оказывается пропорциональным входному напряжению .дифференциального усилителя в широком диапазоне изменения Оь .ЕМУ ф ВхЛ 1где- сопротивление второго резистора 4. При положительном входном напряжении, превышающем уровень 20-40 мВ,приращение коллекторного тока перво. го входного транзистора 1 передаетсяс входа 15 на выход 17. Коэффициентпередачи тока электронного переключателя 12 изменяется по этому каналу от очень малой величины до уровняК =1. Это приводит к стабилизацииколлекторных токов вторых входного ивыходного транзисторов 2 и 6, а также вызывает фиксацию потенциала набазе первого выходного транзистора 5.15Все дальнейшее приращение Овх практи",чески полностью прикладывается кпервому резистору 3. Как следствие,коллкторный ток первых входного и выходного транзисторов 1 и 5 ч,:0 Яь= ехать20,не ограничивается .с увеличением ММфВсе приращения 5 через первый повторитель 7 тока поступает на выходДифференциального усилителя. Поэтому1характеристика передачи тока диффе"ренциального усилителя близка к ли 25нейной,В электронном переключателе 12(Фиг, 2) стабилитрон 20 определяет уровень входного напряже,ния, при котором происходит пере,ключение. В статическом режиме диоды 18 и 19 закрыты и не 1 влияют на работу дифференциального тусилителя. Генератор 21 тока устанавливает рабочий ток стабилитрона 20.Применение предлагаемого дифференциального усилителя в схемах опера ционных усилителей позволяет уменьшить в 10"20 раз время установленияпереходного процесса.1107281 Составитель И.ВодяхН. Пушненкова Техред Л.Микеш Реда Подпкомитета СССРоткрытийущская наб д. но Заказ 577 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная Тираж 862ПИ Государственногоделам изобретений5, Москва, Ж, Р Фиг. Р Корректор Л,Ференц