Каскодный усилитель

(51)5 Н 03 Р 3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ ИПРИ ГКНТ СССР МИТЕТ ТНРЫТИ СПИ ОБРЕТЕ У 4т автоматизироения и радиоэлек.Н. Дьяч тельство СССРР 3/42, 04.07,83,(54) КАСКОДНЫИ У (57) Изобретение технике, Цель из ние быстродействи максимального ур жения выходного д ,эона. Каскодный ТЕ 1 тносится к радиоетени хранениидиого напрякого диапасодержит я прис вня вых мич(71) Томский инститванных систем управлтроники,801539961 А 1 входной транзистор 1, выходные тран=зисторы 2, нагрузочные резисторы 3,разделительные конденсаторы 4 и 8,линии задержки 5 и резисторы 6 и 7.Быстродействие каскодного усилителядостигается за счет выравнивания задержек сигнала отрицательной обратной связи по базовым цепям с возбуждающим сигналом по змиттерным цепямтранзисторов 2, а также за счетдополнительного форсирования переходного процесса путем совмещения линиями задержки 5 совместно с резисторами 7 функций. ускоряющих цепей.Для расширения выходного динамического диапазона каждая линия задержки 5 выполняется управляемой, 1 з.п.Изобретение относится к радиотех-йике и может быть использовано в вы 1 оковольтных быстродействующих радиотехнических устройствах различного назначения, в частности в осциллографах,Цель изобретения - повышение быстродействия при сохранении максимального уровня выходного напряжения ирасширения выходного динамическогодиапазона,На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема каскодно 1 о усилителя; на фиг. 2 - примерыКонкретных реализаций линий задержки (а - в виде двухпроводной линиипередачи, б - в виде звена на сосредоточенных индуктивности и емкости);на Фиг, 3 - принципиальная электриеская схема каскодного усилителя суправляемой линией задержки,Каскодный усилитель содержит входной транзистор 1, И выходных транзисторов 2, И+1 нагрузочных резисто;ров 3, М разделительных конденсаторов 4, И линий 5 задержки, резисторы6, М дополнительных резисторов 7, Идополнительных разделительных конденсаторов 8. 30Каскодный усилитель работает следующим образом,До подачи усиливаемого сигнала вбазу входного транзистора 1 постоянное напряжение равномерно распределяется на транзисторах каскодного усилителя высокоомным делителем напряжения смещения на резисторах 6. Входной сигнал, поступающий в базу транзистора 1, усиливается, инвертируется и с коллектора этого транзистора.подается на эмиттер первого выходного транзистора 2, открывая его и всепоследующие транзисторы. Ток сигнала,протекающий через резисторы 3, вызывает на них изменение напряжений,которые через И разделительных конденсаторов 4, М линий 5 задержки и Идополнительных конденсаторов 8 передаются на базы соответствующих выходных транзисторов 2, чем достигаетсяравномерное распределение напряжений,необходимое для надежной работы транзисторного каскодного усилителя.Повышение быстродействия в предложенном усилителе обеспечивается вы 55равниваем задержек воздействия напряжения отрицательной обратной связипо базовым цепям выходных транзисторов 2, что достигается выбором времени задержки Млинии задержки равным Г , (Б)-й линии - 2 С , и т.д.,а первой линии - 11 г ( 7 - время задержки сигнала на переходе коллектор -эмиттер одного транзистора), и способствует одновременному открываниювсех выходных транзисторов 2 до начала действия отрицательной обратнойсвязи, Кроме того, выходное сопротивление каждой линии задержки совместно с дополнительными резисторами 7представляет собой ускоряющую резистивно-емкостную цепь.Таким образом, быстродействие каскодного усилителя существенно повышается не. только путем выравниваниязадержек сигнала отрицательной обратной связи по базовым цепям с возбуждающим сигналом по эмиттернымцепям выходных транзисторов 2, нои дополнительным форсированием переходного процесса путем совмещениялиниями задержки Функций ускоряющихцепей,Величина максимального выходногонапряжения в каскодном усилителе посравнению с прототипом не уменьшается, так как эквивалентная величинапараллельно-последовательного соединения сопротивлений 3 и 7 выбираетсятакой же, как и сумма величин сопротивлений нагрузочных резисторов про-тотипа,Параметры физической эквивалентной схемы транзистора, а значит, изадержка, вносимая каждым транзистором являются функциями от амплитуды входных воздействийВыравниваниезадержек сигналов отрицательной обратной связи в диапазоне амплитудвходных сигналов достигается выполнением линий задержек управляемьпчи,Например, путем выполнения линий задержки на основе 1.С-звеньев (фиг.3),где емкостными элементами являютсяварикапы, имеющие противоположный характер изменения своих параметро:в всравнении с параметрами транзисторовот амплитуды переменных воздействий.В итоге это способствует сохранениюбыстродействия в более широком, чемв прототипе, диапазоне выходных амплитуд.Причем выравнивание задержки сигналов отрицательной обратной связи,кроме, повышения быстродействия в более широком диапазоне выходных ам399616ных резисторов, первый вывод первогоиз которых соединен с шиной источника питания, другая шина которого является общей шиной, а второй вывод(И+1)-го нагрузочного резистора соединен с коллектором Б-го выходноготранзистора, И разделительных конденсаторов, первые выводы которых соединены с базами соответствующих выходных транзисторов, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью увели.чения быстродействия при сохранениимаксимального уровня выходного напряжения введены И линий задержки, Мдополнительных резисторов и И дополнительных конденсаторов, причем входы каждой из И линий задержки черезсоответствующий дополнительный кон денсатор подключены к второму выводусоответствующего нагрузочного резистора, а выход каждой линии задержкисоединен с вторым выводом соответствующего разделительного конденсато ра, а через соответствующий дополнительный резистор -с общей шиной. 1. Каскодный усилитель, содержащий включенный по схеме с общим эмиттером входной транзистор, Б выходных транзисторов, включенных последовательно относительно источника питания, причем эмиттер первого выходного транзистора соединен с коллектором входного транзистора, коллектор Б-го выходного транзистора является выходом каскодного усилителя, И+1 последовательно соединенных нагрузоч 5 15 плитуд, повышает надежность безотказной работы такого каскадного усилителя, Это обусловлено тем, что все выходные транзисторы усилителя управляются одновременно и в любой момент времени достигается равенство напряжений на переходах коллектор - эмиттер всех транзисторов каскодного усилителя.Каскодный усилитель по сравнению с известным отличается более чем в 2 раза высоким быстродействием при сохранении максимального уровня выходного напряжения, а каскодный усилитель по фиг. 3 отличается еще и в два раза более широким динамическим диапазоном выходных сигналов,формула изобретения2. Усилитель по п, 1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения выходного динамического диапазона, каждая линия задержки выполнена управляемой.1539961 Составитель И, ВодяхинаЛ,Веселовская Техред И,Дидык Корр Реда жо при ГКНТ СС Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,на, 10 Заказ 229 Тираж 650ВНИИПИ Государственного комитета по изобрет113035, Москва, Ж, Раушс Подписноеям и открытиям наб., д. 4/5