Усилитель

 

Использование: в качестве предварительного усилителя в автоматических и измерительных системах, а также в устройствах для охранной сигнализации. Сущность изобретения: устройство содержит последовательные входной и выходной каскады усиления. Входной канал усиления выполнен на полевом транзисторе с п-каналом, сток которого через стоковую нагрузку соединен с перврй шиной питания, а истоковая нагрузка выполнена на полевом транзисторе с р-каналом, управляющий вход которого соединен с выходом частотно-независимой цепи, отрицательной обратной связи, соединенной с выходом выходного каскада усиления, при этом вторая шина питания является общей шиной. В цепь затвора полевого транзистора с п-каналом включены первый конденсатор и первый резистор , а между истоком и общей шиной включена цепь из последовательно соединенных второго конденсатора и второго резистора . Выходной каскад усиления выполнен на двух биполярных транзисторах одной структуры, выполненных по схеме составного транзистора. 1 з.п.ф-лы, 1 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 03 F 1/30

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (l OCflATEHT CCCP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4944285/09 (22) 10.06.91 (46) 23.08.93. Бюл. М 31 (71) Специальное научно-производственное объединение "Элерон" (72) В.А.Тарасов и В.А.Костюхин (73) Специальное научно-производственное объединение "Элерон" (56) Авторское свидетельство СССР

4Ф 1244784, кл. Н 03 F 1/26. 1984. (54) УСИЛИТЕЛ6 (5Z) Использование: в качестве предварительного усилителя в автоматических и измерительных системах, а также в устройствах для охранной сигнализации.

Сущность изобретения: устройство содержит последовательные входной и выходной каскады усиления. Входной канал усиления

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано в качестве предварительного усилителя в автоматических и измерительнмх системах, а также в устройствах для охранной сигнализации.

Целью изобретения является повышение стабильности параметров и термостабилизации режимов усиления за счет использования 100 -íîé отрицательной обратной связи по постоянному напряжению последовательного типа и транзисторов с противоположными термотоковыми зависимостями.

На чертеже представлена функциональная схема усилителя.

Усилитель содержит полевой транзистор 1 с п-каналом, сток которого через стоковую нагрузку 2 соединен с первой шиной

„„ЯЛÄÄ 1836807 А3 выполнен на полевом транзисторе с и-каналом, сток которого через стоковую нагрузку соединен с первой шиной питания, а истоковая нагрузка выполНена на полевом транзисторе с р-каналом, управляющий вход которого соединен с выходом частотно-независимой цепи, отрицательной обратной связи, соединенной с выходом выходного каскада усиления, при атом вторая шина питания является общей шиной. В цепь затвора полевого транзистора с п-каналом включены первый конденсатор и первый резистор, а между истоком и общей шиной включена цепь из последовательно соединенных второго конденсатора и второго резистора. Выходной каскад усиления выполнен на двух биполярных транзисторах одной структуры, выполненных по схеме составного транзистора, 1 з.п.ф-лы, 1 ил. питания. В цепь затвора полевого транзистора 1 с и-каналом введен первый конденсатор 3, между точкой соединения которого. и затвором полевого транзистора 1 и общей шиной введен первый резистор 4, а между истоком и. общей шиной введены цепь из последовательно соединенных второго конденсатора 5 и второго резистора 6, Истоковая нагрузка полевого транзистора 1 с п-каналом выполнена на полевом транзисторе ? с р-каналом, Частотнозависимая цепь отрицательной обратной связи выполнека в виде третьего транзистора 8, соединенного с общей шиной через третий конденсатор 9. Выходной каскад усиления выполнен на первом и втором биполярных транзисторах 10 и 11, эмиттеры которых через четвертый и пятый резисторы 12 и 13 подключены соответственно к первой шине

1836807 питания, а коллекторы объединены, и подключены через шестой резистор 14 к общей шина и непосредственно к базе третьего биполярного транзистора 15. Усилитель содержит также седьмой резистор 16 и источник 17 электропитания.

Описываемый усилитель работает следующим образом, Входной сигнал через фильтр верхних частот, состоящий из первого конденсатора

3 и первого резистора 4, поступает на вход первого каскада усиления, состоящего иэ полевого транзистора 1 с р-и-переходом и п-каналом, стоковой нагрузки 2 в цепи стока и второго конденсатора.5 и второго резистора 6 в цепи истока.

После усиления первым каскадом сигнал поступает на второй каскад. состоящий из первого и второго биполярных транзиСторов 10 и 11, четвертого и пятого резисторов 12 и 13, в цепи база — эмиттер, и шестого резистора 14 в цепи их коллекторов.

Усиленный двумя каскадами сигнал поступает через согласующий каскад в виде эмиттерного повторителя, состоящего из третьего биполярного транзистора 15 и седьмого резистора 16, на выход.

С выхода усилителя через фильтр нижних частот, состоящий йз третьего резистора 8 и третьего конденсатора 9, постоянная составляющая выходного напряжения поступает на затвор полевого транзистора 7 с р-m-переходом и р-каналом, который регулирует и стабилизирует постоянный сквозной ток всего усилителя, осуществляя 1000, отрицательную обратную связь по постоянному напряжению последовательного типа.

Составной транзистор, образованный первым и вторым биполярными транзисторами 10 и 11 используется для обеспечения требуемых характеристик каскада с йомощью транзисторов с низким Р.

Коэффициент усиления усилителя определяется выбором элементов2 6, 3, 5, 14 и частот среза fcp ФНЧ и fcp2 ФВЧ (фиг. 1).

Правильный выбор сквозного тока, протекающего через полевые транзисторы 1 и 7 влияет на термостабилизацию усилителя.

Для большинства кремниевых полевых транзисторов с р-п-переходом, изготовленных методом двойной диффузии, лучшей стабильность1о 1 с в диапазоне температур (+100)-(-60) С обладают приборы с U« =0,8

В для канала и-типа и Uo =0,6 В для канала р-типа,.Такие транзисторы имеют значение максимальных токов стока в пределах от

01 до 1MA.

Если U <0 в полевом транзисторе с и-каналом (U>>0 в транзисторе.с р-каналом). тЬ р

55 отрицательной обратной связи, вход которой соединен с выходом выходного каскада усиления, отличающийся тем; что, с целью повышения термостабильности режима, вторая шина питания является общей шиной, в цепь затвора полевого транзистора с и-каналом введен первый конденсатор, между точкой соединения которого и затвором этого полевого транзистора и общей шиной введен первый резистор, а между истоком и общей шиной введена цепь из последовательно соединенных второго конденсатора и второго резистора, при этом в качестве транзистора использован полевой транзистор с р-каналом, в частотнозависимэя цепь отрицательдля Uo>Uoa подающая зависимость тока стока от температуры сохраняется вплоть до токов стока !с=0,1-1 мА.

В биполярном транзисторе в силу различных причин ток коллектора!» увеличивается при возрастании температуры.

При оптимальном выборе исходных параметров транзисторов обе зависимости компенсируют друг друга и постоянная со10 ставляющая выходного напряжения практически будет нечувствительна к изменению температуры.

Использование предлагаемого технического решения позволит существенно повы"5 сить стабильность параметров и термостабилизацию режимов усиления данного класса двухкаскадных усилителей за счет использования 100 Я,-оА отрицательной обратной связи по постоянному напря20 жению последовательного типа и применения транзисторов с противдположными термотоковыми зависимостями.

На предприятии-заявителе изготовлен опытный образец двухкаскэдного усилителя

25 с непосредственными связями, испытания которого подтвердили существенное повышение стэбильнЬсти его параметров в широком диапазоне изменения температур от (-50) до(+50)ОС, Внедрение данного усилите30 ля планируется в ряде устройств автоматической сигнализации на, предприятии-заявителе.:

Формула изобретения

1. Усилитель, содержащий последова35 тельно соединенные входной и выходной каскады усиления, причем входной каскад усиления выполнен нэ полевом транзисторе с п-каналом, сток которого через стоковую нагрузку соединен с первой шиной питания, "0 а истоковэя нагрузка по постоянному току выполнена нэ транзивторе, один вывод KGторого соединен с истоком, другой вывод— с второй шиной питания, а управляющий вход — с выходом чэстотнозависимой цепи

1836807

Составитель И.бевдырева

Техред М.Моргентал Корректор 0. Густи

Редактор С. Кулакова

Заказ 3027 . Тираж- Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ной обратной связи выполнена в виде третьего резистора, соответствующий вывод которого через третий конденсатор соединен с общей шиной.

2. Усилитель по и. 2, отличающийся тем, что выходной каскад усиления выполнен на первом и втором биполярных,транзисторах одной структуры, выполненных по схеме составного транзистора, змиттеры которых через четвертый и пятый резисторы соответственно подключены к первой шине питания, а коллекторы обьединены и подключены через шестой резистор к общей шцне и непосредственно к базе третьего

5 биполярНого транзистора другой структуры, включенного по схеме с общим коллектором, при этом база первого биполярного транзистора является входом, а эмиттер третьего биполярного транзистора является

10 выходом выходного каскада усиления,