Усилитель
1, УСИЛИТЕЛЬ, преимущественно для Фотоприемников, содержащий полевой транзисГор, включенный по схеме с общим истоком, сток которого через первый резистор соединен с первой щиной источника литания и непосредственно - с базой выходного биполярного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, коллектор которого соединен с истоком полевого транзистора и через второй резистор -. с вто.ч ;рой шиной источника питания, затвор полевого транзистора соединен с первым выводом третьего резистора, а тарже четвертый резистор и конденсатор , отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия , полевой транзистор выполнен двухзатворным , первый затвор которого через последовательно соединенные конденсатор и четвертый резистор сое-динен с первой шиной источника питания , а второй, затвор - с истоком полевого транзистора, при этом исток полевого транзистора и точка соедине-® ния конденсатора и четвертого резис (П тора являются входными шинами усилителя , а второй вывод третьего резистора соединен с общей шиной, .
()9) (П) СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
3(5)) Н 03 F 17 00
ОПИСАНИЕ. ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
r)O ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3358364/18-09 (22) 23,11,81 (46) 23.09.83. Вюл. )) 35 (72) М.В.Демьянович, A.И.Евреев и Л.Л,Синий (53) 621 ° 375,024(088.8) (56) 1. Патент Великобритании
)) 1316918, кл. Н 04 В 9/00, 1973..
2. Гоэлинг В. Применение полевых .транзисторов. М., "Энергия", 1970,::. с..157, рнс. П-5-1 (прототип) . (54) (57) 1. УСИЛИТЕЛЬ р преимущественно для фотоприемников, содержащий полевой транзистор, включенный по схе.ме с общим истоком, сток которого через первый резистор соединен с первой
-шиной источника питания и непосредственно - с базой выходного биполярного транзистора, включенного по схеме с общим змиттером, коллектор которого соединен с истоком полевого транзистора и через второй резистор -. с вто; рой шиной источника питания, затвор полевого транзистора соединен с первым выводом третьего резистора, а та(же четвертый резистор и конденсатор, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродейст- . вия, полевой транзистор выполнен двухзатворным, первый затвор которого через последовательно соединенные конденсатор и четвертый резистор соединен с первой шиной источника питания, а второй затвор — с истоком полевого транзистора, при этом исток полевого транзистора и точка соедине-а.
Ф ния конденсатора и четвертого резистора являются входными шинами усили.— теля, а второй вывод третьего резистора соединен с общей шиной, 1043814
2. Усилитель по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что усилитель заключен в металлический корпус., к ко- i торому подключен коллектор биполярного транзистора, при этом металлический корпус снабжен отверстием для подачи светового потока.
Изобретение относится к оптическим а также четвертый резистор и конденсистемам связи, в частности к опти- сатор, полевой транзистор выполнен ческим приемникам, и может быть ис- двухзатворным, первый затвор которопользовано в волоконно-оптических ли- го через последовательно соединенные киях связи. 5 конденсатор и чеТвертый резистор соеИзвестно устройство, выполненное динен с первсй шиной источника пина операционном усилителе с отрица- тания, а второй затвор — с истоком тельной. обратной связью, имеющее вы-,полевого транзистора, при этом исток сокую линейность преобразования. полевого транзистора и точка соединефотодиод включен на входе операцион- 0 ния конденсатора и четвертого .Резисного усилителя и подключен между его тора являются входными шинами усилиИнвертирующим входом и источником на- теля, а второй вывод .третьего резис- . пряжения смещения (1) . тора соединен с общей шиной.
Сравнительно высокая площадь уси- При этом усилитель заключен в меления в данном устройстве достигает- .л5 таллический корпус, к которому подся за счет большого коэффициента уси-, ключен коллектор биполярного транзисления усилителя, однако при этом тора, а металлический корпус снабжен пРедъявляются черезвычайно жесткие отверстием для подачи светового потребования к конструкции усилителя, тока.
Наиболее близким к изобретению по На,чертеже представлена принципи технической сущности является усили- 20 альная электрическая схема усилителя. тель, преимущественно для фотоприем- Усилитель содержит полевой транников, содержащий полевой транзис- эистор 1, биполярный транзистор 2 тор, включенный по схеме с общим первый 3, второй 4, третий 5 и четистоком сток которого через первый вертый б резисторы, конденсатор 7, резистор соединен с первой шиной ис- фотодиод 8, металлический корпус 9, t
1 точника питания и непосредственно — первую 10 H вторую 11 шины источнис базой выходного биполярного тран- ка питания. зистора,.включенного по схеме с общим Устройство работает следующим об-. эмиттером, коллектор которого соеди- Разом нен с истоком полевого транзистора 30 Оптический сигнал через отверстие и через второй резистор — с второй в металлическом корпусе 9 поступает шиной источника питания, затвор по- на фотодиод 8 и преобразуется им в левого транзистора соединен с первым аналоговый электрический сигнал, ковыводом третьего резистора, а также торый через конденсатор 7 поступает . четвертый резистор и конденсатор (2). 35 на первый затвор полевого транзистоНедостатком известного усилителя ра 1, усиленный сигнал с его стока является невысокое быстродействие. поступает на базу биполярного тран цель изобретения — повышение быст-,эистора 2 и далее с его коллектора поступает на исток полевого транзистора 1 и одновременно иа выход усиПоставленная цель достигается 40 Тор лителя. так как .фотодиод 8 включен тем, что в усилителе, преимущественно для фотоприемников, содержащем помежду первым затвором и истоком полевого транзистора 1, то действующей .левой транзистор, включенный по схеемкостью, являющейся нагрузкой фотоме с общим истоком, сток которого чедиода 8, оказывается эквивалентная
Рез первый РезистоР соединен с пеРвой 45 шиной источника питанйя и непосреде — емкость СЭМЕ у связанная с емкостью . ственно — с базой выходного биполярмежду затвором и истоком полевого
1 С ного транзистора, включенного по схетранзистора 1 С, которая складывается иэ собственно емкости полевого рого соединен с истоком полевого
5ч а 8 Сф, тношением ч аа 8 Сф, соотношением транзистора и через второй резистор - .; ©, с второй шиной источника питания.,:, зкв= "+")Ñstt ) $4 зи) . затвор полевого транзистора соединен, где K .- коэффициент передачи полевого с п6рвы а выводом третьего резистора, транзистора 1. 1043814
Составитель И.Водяхина
Редактор П.Коссей Техред A,Av,- -, :,. Корректор A. Повх
Заказ 7356/60 Тираж 936 . :.- - - Подписное
ВНИИПИ Государственйого комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35,, Раушская наб., д.4/5
Филиал ППП "Патент",, .г.ужгород, ул.Проектная, .4
Варьируя величиной К, можно изменять величину.Сз„з и, соответственн но, С р в сторону уменьшения и увели- . чивать тем самым площадь усиления.
Так как усилитель построен на по- -. левом транзисторе 1 с положительной обратной связью через биполярный транзистор 2 со .стока на исток, то
его коэфициент передачи запишется йо формуле.10
БЙ4 (14 8o) К )904(1 Po) 414 (1 Po) rg tRs где б - крутизна характеристики,=;- 5 полевого транзистора 1;
К о - коэффициент усиления по току, сопротивление эмиттернбго. перехода биполярного трай-20 зистора 2.
I 5
Положительную обратную связь со
:стока на исток полевого транзистора- 1 можно, осуществить лишь с помощью ин -. вертирующего элемента, а именно бипо .»25 лярного транзистора 2, собранного по схеме с общим эмиттером, которнй: обеспечивает переворот фазы сигнала-.. со стока на исток, тогда основной .сигнал и сигнал обратной связи посту. gg пает на первый затвор полевого транзистора 1 в одной фазе.
Выбирая стандартные транзисторы и обеспечивая стандартный режим их работы соответствующим выбором .ре. зистивных элементов схемы, можно. сделать коэффициент передачи полевого транзистора с обратной связью близким к единице °
Следует отметить, что увеличение 4О площади усиления в несколько раз до-
1 стигается при простом конструктивном выполнении усилителя, к которому не предъявляется жестких требований по обеспечению высокого коэффициента усиления, В соответствии с современными требованиями предпочтителен усилитель, выполненный в гибридном варианте, который- размещают в металлическом корпусе 9, Элементы схемы усилителя образуют с металлическим корпусом 9 емкости, которые ухудшают частотные характе- ристики в области высоких частот.
Максимальное влияние оказывает паразитная емкость, образующая RC -цепочку с резисторами 5 и 6, включенными . по переменному току параллельно.Эта паразитная емкость, образует вторую цепь . положительной обратной связи с выхода усилителя на вход полевого транзистора 1. При наличии паразитной .емкости эквивалентная емкость, являющаяся нагрузкой фотодиода 8, увели1 .чится и запишется как С =С е экэ паразитцпц .
Так как суммарная емкость должна быть по воэможности меньше, то влия.ние паразитной емкости должно быть сведено к минимуму, При подключении выхода усилителя- коллектора биполярного транзистора 2 к металлическому корпусу 9 суммарная емкость будет уменьшена и запишется в виде
С у =Сэ„, (- ) С„,ро,„, „С4,, т.е. влияние паразитной емкости cheдется к минимуму. увеличение площади усиления усилителя в несколько раз позволяет при заданной верхней граничной частоте увеличить быстродействие усилителя.
