Усилитель тока

)4 Н СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ,.:ТВУ 211185/24-097.03.875,05.89. Бюл. У 18(56) 1 ЕЕЕ Тгапвасопв опТаСоп апй шеавцгетепй, Ч(21) 4 (22) 1 (46) 1 инение корик1 пвйтцшеп8, Н 12,3. янным коэф.усиления. Целья - повышение стабильностиния, расширение динамичесзона в сторону. малых токовении быстродействия. Усиля с пос изобрете козф.ус кого ди при сохра литель то ит четыре транзисстора 7, 8, 9, шитри рез Дь 00 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(57) Изобретение относится к элек"тронной технике и м.б. использованов качестве широкополосного усилитену 14 источника питания, общую шину 15, Для достижения цели введены дифференциальный усилитель 5, г-р тока б, резисторы 10, 11, 12 и конд-р 13, Назначение усилителя 5 - исключить дрейф "нуля" на входной шине, обусловленный медленными процессамиюф 11 (температурные дрейфы, старение изменения напряжения питания). В том случае, когда усилитель тока имеет отрицательное сопротивление, удается значительно снизить и погрешность обусловленную наличием базового тока транзистора 1 (полная компенсация возможна только при линейной зависимости р от тока коллектора), В предлагаемом устр-ве даже при отсутствии входного сигнала и закрытом (выход- . ном) транзисторе 1 на выходной шине имеется ток, обусловленный неуправляемым. током коллектора и токами утечки. 1 з.пф-лы, 1 ил.Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в качестве широкополосногс усилителя с постоянным коэффициентом усиления.Цель изобретения - повышение стабильности коэффициента усиления, расширение динамического диапазона всторону малых токов при сохранениибыстродействия,На чертеже представлена принципиальная электрическая схема усилителя тока,Усилитель тока содержит первый, 15второй, третий, четвертый транзисторы 1 - 4, дифференциальный усилитель5, генератор 6 тока, первый, второй,третий, четвертый, пятый, шестой резисторы 7 - 12, конденсатор 13, шина 2014 источника питания, общая шина 15,Усилитель тока работает следующим образом,При отсутствии сигнала на входнойшине (входной ток равен нулю), напряжение на этой шине также равно нулю.Это условие обеспечивается дифференциальным усилителем 5, "следящим" занулем на входной шине, Генератором 6тока задан такой ток, что коллекторный ток транзистора 3 равен коллекторному току транзистора 4,. При этомбазовые токи транзисторов 1 и 2 отсутствуют и эти транзисторы закрыты,По резистору 12 ток не протекает, по- З 5этому напряжение на эмиттере транзистора 1 равно нулю, .а следовательно,равно нулю и напряжение на резисторе7, Ток эмиттера транзистора 1 равеннулю, а следовательно, равен нулю и 40ток его коллектора, являющийся выходным током усилителя тока. При подаче на входную шину вытекающего тока транзистор 3 начинает запираться, транзистор 1 начинает открываться и по резистору 12 потечет ток почти равный входному. Напряжение на резисторе 12 станет равным величине Б =1 , Кф это напряжение приложено к резистору 7 и через этот резистор потечет ток, равный 171 ьх Вигде 1- входной ток, К В.- сопротивления резисторов 12, 7 соответственно, Ток эмиттера транзистора 1 при этом будет 1 з,=1 бю В.1 + ---- , этот ток (минус токВ,базы транзистора 1) поступает на выходную шину, Таким образом, входной и выходной токи устройства связаны соотношениемВ. ) (1)Погрешность выполнения соотношения (1) определяется изменением величин следующих параметров: входного тока дифференциального усилителя 5, базового тока транзистора 3, потенциала на входной шине, базового тока транзистора 1, Если первые три этих параметров не изменяются, а последний равен нулю, то соотношение (1) выполняется абсолютно точно,Оценим вклад в общую погрешность выше названных составляющих.Назначение дифференциального усилителя 5 - исключить дрейф "нуля" на входной шине, обусловленный медленными процессами (температурные дрейфы, "старение", изменения напряжения питания), поэтому в качестве дифференциального усилителя 5 может быть выбран усилитель с минимальным входным током и дрейфом нуля, В этом случае погрешность, обусловленную параметрами дифференциального усилителя 5, Можно сделать пренебрежимо малой.Отношение приращения тока эмиттера транзистора 1 к приращению тока базы транзистора 3 равно Д Рз,где р 8- коэффициенты передачи токов соответствующих транзисторов. Если, например, р, = р =50, то погрешность, обусловленная изменением тока1базы Т составит величину --- , -1и 50 5025001Погрешность, обусловленная изменением напряжения на входной шине, определяется величиной входного тока, сопротивлением источника входного тока и коэффициентом усиления напряжения усилителя на транзисторе 3,Наибольшая погрешность обусловлена тем, что ток коллектора транзистора 1 (выходной ток) и ток эмиттера этого транзистора отличаются на величину тока его базы, Для уменьшения погрешности можно использовать супер- бета транзистор с р =1000 или полевые транзисторы, либо организовать для транзистора 1 цепь положительной связи для базового тока.Назначение транзистора 2 следующее. При отпирании транзистора 1 одновременно отпирается и транзистор2, который образует совместно с транзистором 4 петлю положительной обратной связи для сигнала, выделяющегося на коллекторе транзистора 3, Сувеличением напряжения на коллекторетранзистора 3 возрастает и ток коллектора транзистора 4, а.так кактранзистор 3 охвачен отрицательнойобратной связью с использованиемтранзистора 1, то увеличится напряжение на базе транзистора 3.В данной схеме может быть получено нулевое (в некоторых случаях отрицательное) сопротивление для входного сигнала, Компенсация уменьшениянапряжения на входной шине осуществляется увеличением тока коллекторатранзистора 3, при этом увеличивается базовый ток последнего. Это позволяет почти полностью компенсироватьпогрешность, обусловленную уменьшением базового тока транзистора З.Таким образом, благодаря транзистору2 можно получить нулевое входное сопротивление схемы, исключить погрешности, обусловленные изменением потенциала входной шины и изменениембазового тока транзистора 3, В томслучае, когда усилитель тока имеетотрицательное сопротивление, удается значительно снизить и погрешность,обусловленную наличием базового тока35транзистора 1 (полная компенсация последней погрешности возможна толькопри линейной зависимости р от токаколлектора),40Кроме того, транзистор 1 при отсутствии сигнала заперт, а при подаче сигнала переходит в активный режим. Однако, если транзистор 1 постоянно находится в активном режиме,то фронт выходного сигнала уменьшится примерно в два раза, задержка появления выходного сигнала такжеуменьшается примерно в два раза, задержка появления выходного сигналатакже уменьшается в два раза. Если50подключить к эмиттеру транзистора 1первый дополнительный генератор (вытекающего) тока (не показано), тоактивный режим работы транзистора 1будет обеспечен. Но при этом даже приотсутствии входного сигнала на выходной шине будет ток, заданный подключенным первым дополнительным генератором тока. Чтобы это исключить,необходимо коллектор транзистора 1подключить ко второму дополнительному генератору (втекающего) тока.Если в качестве транзистора 1 использован полевой транзистор 1 илибазовый ток транзистора 1 каким-либообразом компенсируется, то необходим всего один генератор тока, подключенный одним выходом к эмиттеру(стоку) транзистора 1,В предлагаемом устройстье дажепри отсутствии входного сигнала изакрытом (выходном) транзисторенавыходной шине имеется ток, обусловленный неуправляемым током коллектора и токами утечки. Если в предлагаемом устройстве подключить коллектор (выходного) транзистора 1 к генератору тока, то имеется возможность скомпенсировать часть вышеназванных токов, тем самым уменьпитьстатическую случайную погрешностьустройства.формула изобретения1. Усилитель тока, содержащий первый и второй транзисторы, имеющие одну структуру, базы которых объединены и подключены к коллектору третьего транзистора, имеющего ту же структуру, а эмиттеры через соответственно первый и второй резисторы подключены к общей шине, причемколлектор второго транзистора соединен с базой четвертого транзистора, а также третий резистор, первый вывод которого подключен к общей шйне, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности коэффициента усиления, расширения динамического диапазона в сторону малых токов при сохранении быстродействия, введены дифференциальный усилитель, конденсатор, генератор тока, четвертый, пятый, шестой резисторы, причем база четвертого транзистора, имеющего другую структуру, соединена с вторым выводом третьего резистора и через четвертый резистор, а эмиттер через пятый резистор - с шиной источника питания, коллектор соединен с коллектором третьего транзистора, между базой которого и шиной источника питания .включен генератор тока, причем инвертирующий вход дифференЗаказ 2556/54 Тираж 885 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г,Ужгород, ул. Гагарина,101 циального усилителя является входомусилителя тока и соединен с базойтретьего транзистора, которая черезшестой резистор подключена к эмиттеру первого транзистора, коллекторкоторого является выходом усилителятока, выход дифференциального усилителя подключен к эмиттеру третьеготранзистора и через конденсатор - кобщей шине, к которой подключен не 2. Усилитель тока по п.1, о т -личающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, введены первый и второй дополнительные генераторы тока, выходы которых под О ключены соответственно к эмиттеруи коллектору первого транзистора.