Широкополосный усилитель

 

Изобретение относится к области микроэлектроники . Уменьшаются потребляемая мощность и фактор шума и увеличивается коэф, усиления. Усилитель (У) содержит входной пеленой транзистор (ПТ) 1, три дополнительных ПТ 2-4, три источника опорного напряжения (ИОН) и конденсатор 8. В У по п. 1 вводится ИОН 5 и ПТ 3, который включен по схеме истокового повторителя. Напряжение источника питания выбирается таким, чтобы все ПТ в схеме находились в активном режиме одновременно, а напряжение ЙС5Н 5 составляло его половину. В У по пл. 2 и .3 за счет чения ПТ 4 и ИОН 6 обеспечивается задание оптимального рабочего режима ПТ 1, что дает уменьшение: фактора шума. При обеспечении согласования входного сопротивле 1ия с сопротивлением источника входного сигнала обеспечивается еще большее уменьшение фактора. : шума. В У по п. 4 при включении, по схеме с общим затвором ПТ 3 обеспечивается повышение козф. усиления. Приводится схема по п. 3.3 з.п. ф-лы, 4 ил. 8 (Л OQ СО 00 00 sl Фке.З

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ .

РЕСПУБЛИН (51)4 Н 03 F 3/42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ- НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3781490/24-09 (22) 17.08.84 (46) 23.06.86. Бюл. Р 23 (71) Московский институт электронной техники (72) В. И. Старосельский, В. И. Суэтинов, Л. Н. Кравченко и В. П.. Тимошенков (53) 621.375.024 (088.8) (56) Estreich О. В. А mono1ithlc wide — band GaAs amplifIer. — IEEE J. of SSC, 1982, $С-(7, No 6, р. 1166 —,1173.

Hornbuck1e D.P., Van Tuy1 R, 1. А mono—

1ithic direct — coup1ed arnp1ifiers. —. IEEE Trans.

on ED, 1981, ч.— 28, No 2, .р. 175 — 182. (54) ШИРОКОПОЛОСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к области микроэлектроники. Уменьшаются потребляемая мощность и фактор шума и увеличивается коэф. усиления. Усилитель (У) содержит входной

„SU 1239837 А 1 нелевой транзистор (ПТ) 1, три дополнительных ПТ 2 — 4, три источника опорного напряжения (ИОН) и конденсатор 8. В У по и. 1 вводится ИОН 5 и ПТ 3, который включен по схеме истокового повторителя. Напряжение источника питания выбирается таким, чтобы все ПТ в схеме находились в активном режиме одновременно, а напряжение HOI- 5 составляло

его половину. В У по пп. 2 и 3 за счет вклю ; чения ПТ 4 и ИОН 6 обеспечивается задание оптимального рабочего режима ПТ 1, что дает уменьшение фактора шума. При обеспечении согласования входного сопротивле пы с сопротивлением источника входного сигнала обеспечивается еще большее уменьшение фактора.

C шума. В У по п. 4 при включении. по схеме ж с общим затвором ПТ 3 обеспечивается повышение коэф. усиления, Приводится схема по п. 3.3 з.п. ф-лы, 4 ил. С, 1239837

ЗО

Изобретение относится к микроэлектронике и может быть использовано для усиления импульсных и гармонических сигналов в широ .-. ком диапазоне частот.

Целью изобретения является уменьшение потребляемой мощности и фактора шума и увеличение коэффициента усиления.

На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема предложенного широкополосного усилителя по и. 1 формулы изобретения; на фиг. 2 — то же, по п„2 формулы изобретения; на фиг. 3 — то же, по п. 3 формулы изобретедия; на фиг. 4 — то же, по п.4 формулы. изобретения при N = 3.

Предложенный широкополосный усилитель содержит входной полевой транзистор 1, пер-. вый 2, второй 3, и третий 4 дополнительные полевые транзисторы первый 5, второй 6 и третий 7 источники опорного напряжения и конденсатор 8.

Предложенный широкополосный усилитель по и. 1 формулы изобретения. работает следующим образом.

Входной сигнал поступает на затвор входного полевого транзистора 1. Поскольку второй дополнительный полевой транзистор 3 . находится в активном режиме, то со стороны истока он имеет выходное сопротивление R = 1 /g, где g — крутизна второго бык 3 з дополнительного нолевого транзистора 3.

Это выходное сопротивление является нагрузкой для входного полевого транзистора 1 по переменному сигналу. Поэтому коэффициент усйления по напряжению должен составить К = д /g, где g — крутизна входного полевого транзистора 1.

Чтобы обеспечить высокий коэффициент усиления приходится использовать полевые транзисторы с существенно разными крутизнами. Согласовать их по току удается путем частичной компенсации тока входного полевого транзистора 1 током первого дополнительного полевого транзистора 2, выходное сопротивление которого в активном режиме со стороны стока весьма велико. Поэтому подключение первого, дополнительного: полевого транзистора 2 параллельно второму дополнительному полевому транзистору 3 мало изменяет коэффициент усиления.

Стабильность рабочей точки обеспечивается тем, что второй дополнительный полевой транзистор 3 включен по схеме истокового повторителя и при выполнении условия

g д + д, где д — крутизна первого, дополйительного полевого транзистора 2, повторяет напряжение первого источника 5 опорного напряжения без сдвига, Напряжение источника питания выбирается таким образом, чтобы все транзисторы в схеме могли находиться в активном режиме одноврсменно.

При этом напряжение первого источника 5 опорного напряжения должно составлять примерно половину напряжения источника питания. Если учесть собственное выходное сопротивление полевых транзисторов со стороны стока, то можно получить коэффициент усиления К" (2 — 4), В широкополосном усилителе по пп. 2 и

3 за счет включения третьего дополнительного полевого транзистора 4 и второго источника 6 опорного напряжения удается автоматически обеспечить задание оптимального рабочего режима работы входного полевого транзистора 1, что дает уменьшенное значение фактора шума. В широкополосном усилителе по п. 2 удается обеспечить согласование входного сопротивления с сопротивлением источника входного сигнала, что приводит к еще большему уменьшению фактора шума.

В широкополосном усилителе по п.4 лолучаетсл повышенное значение коэффициента усиления. Во введенных дополнительных транзисторных ячейках вторые дополнительные полевые транзисторы 3 оказываются включенными по схеме с общим затвором, что обеспечивает повышение общего коэффи-, циента усиления пшрокополосного усилителя.

При этом напряжение источника питания и первых источников 5 опорного напряжения выбираются таким образом, чтобы обеспечить работу всех полевых транзисторов в активном режиме.

Предлагаемый широкополосный усилитель позволяет уменьшить по сравнению с известным потребляемую мощность и фактор шума, увеличить коэффициент, усиления.

Формула изобретения

1. Широкополосный усилитель, содержащий входной полевой транзистор, исток которого соединен с общей шиной, и первый дополнительный полевой транзистор, сток которого подключен к шине источника питания, а затвор и исток объединены и подключены к стоку входного полевого транзистора, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью уменьшения потребляемой мощности и фактора шума и увеличения коэффициента усиления, в него введены первый источник опорного напряжения и второй дополнительный полевой транзистор, сток которого соединен с шиной источника та тания, исток с истоком первого дополнительного полевого транзистора, а затвор - с первым источником опорного напряжения, при этом первый и второй дополнительные полевые транзисторы и первый источник опорного

1339

ФФ2. У

ВНИИПИ Заказ 3407 SS Ти аж 816 Подпис но е

Произв,-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, напряжения образуют основную транзисторную ячейку, в которой точка соединения истоков . первого и второго дополнительных полевых транзисторов является выходом широкополосного усилителя.

2. Усилитель по п,1, отличающийся тем, что исток входного полевого транзис,тора соединен с общей шиной через канал вве денного третьего дополнительного нолевого транзистора, затвор которого подключен к введенному второму источнику опорного напряжения, при этом затвор входного полевого транзистора присоединен к введенному третьему источнику опорного напряжения,, а исток является входом ши:юкополосного усилителя, 3. Усилитель по п1, отл и ч аю щи йс я тем, что исток входного Полевого тран8 3 7 4 зистора соединен с общей шиной через параллельно включенные введеннъ и конденсатор и канал введенного третьего дополнительного полевого транзистора, затвор которого присоединен к введенному второму источнику опорного напряжения.

4. Усилитель по пп. 1 или 2, или 3, о тл и ч а ю шийся тем, что, сток второго дополнительного полевого транзистора соединен с шиной источника питания через дополнительных транзисторных ячеек, идентичнъ х основной трайзисторной ячейке, при этом каналы вторых дополнительных полевых транзисторов всех дополнительных транзисторных ячеек включены последовательно по постоянному току, а стоки первых дополнительных полевых транзисторов всех дополнительных транзисторных ячеек подключены к шине источника питания.