Дифференциальный усилитель

 

» г, j. » j Q»j, » . ° (» L J» (764100

»ЯДЕР . ;-.. (»»" »,QВ»,,,»

О П И-"- С -"А Н И Е

Союз Советски к

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 30.09.77 (21) 2529005/18-09 (51) М. Кл.а с присоединением заявки №

H 03 F3/45 (23) Приоритет—

Гееуддрствеилмй кемитет СССР

Опубликовано 15,09.80. Бюллетень № 34 (53) УДК 621.375..024 (088.8) В по делам каебретеннй и втермтнй

Дата опубликования описания 23,09.80

В. В. Матавкин, Л. А. Михеев, Т. М. Агаханян и Ю. Б. Рогаткин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

Изобретение относится к усилительной технике и может быть использовано в различного рода радиоэлектронной аппаратуре, в частности в интегральных операционных усилителях (ИОУ) и интегральных компа. раторах напряжений (ИКН).

Известны дифференциальные усилители, применяемые в усилительных каскадах ИОУ .и ИКН (1).

Однако данные усилители имеют существенный недостаток, а именно: уровень их. выходного напряжения зависит от величины напряжения источников питания, Последнее обстоятельство обусловливает усложнение схем сдвига постоянного уровня, которые являются согласующими схемами между выходом дифференциального усилителя и последующим каскадом усиления, что, в свою очередь, усложняет конструкцию устройства в целом.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является дифференциальный усилитель, выходное напряжение которого меняется в фиксированных пределах относительно напряжения общей шины и, таким образом, не зависит от величины ианряжения источника питания.

Известный дифференциальный усилитель: содержит йсточник питания, входной дифференциальный каскад на транзисторах с пер. вым генератором тока на транзисторе в общей эмиттерной цепи и выходные каскады на транзисторах, включенных по схеме с общим эмиттером, причем коллектор транзистора каждого плеча входного дифферен. циального каскада соединен непосредствен но с базой, а через резистор — с коллектором транзистора соответствующего выходта ного каскада (2) .

Недостатком известного усилителя является высокая потребляемая мощность.

Действительно, для обеспечения его работоспособности в широком диапазоне изменения величины напряжения положительного источника питания необходимо выбирать резисторы, соединенные с шиной положительного источника питания, с малой величиной сопротивления- для того, чтобы даже при минимальной величине напряжения положительного источника питания ток через дополнительные транзисторы был отличен от нуля.

Цель изобретения — снижение. потребЛяемой мощности при одновременном уве764100 личении допустимого разброса величины напряжения положительного источника питания.

Поставленная цель достигается тем, что в дифференциальный усилитель, содержащий источник питания, входной дифференциальный каскад на транзисторах с первым генератором тока на трайзисторе в общей эмит

- терной цепи и выходные каскады на транзисторах, включенных по схеме с общим

"э%иттером, причем коллектор транзистора каждого плеча входного дифференциального каскада соединен непосредственно с базой, а через резистор — с коллектором транэис- " = тора соответствующего выходного каскала, согласно изобретению между соответствую---- ----щей шиной источника питания и коллекто, ром транзистора каждого выходного каскада введены соответственно второй и третий генераторы тока на транзисторах, базы которых объединены и через четвертый генератор тока соединены с базой транзистора первого генератора тока. .. Ha чертеже показана принципиальная схема дифференциального усилителя.

Дифференциальный усилитель содержит входной дифференциальный каскад на транзисторах 1 и 2 с генератором тока 3 в общей . эмиттерной цепи, выходные каскады на транзисторах 4 и 5, включенных по схеме с общим. эмиттером, причем коллекторы транзисторов 1 и 2 соединены с базами транзисторов 4 и 5, а через резисторы б и 7— с коллекторами транзисторов 4 и 5 соответственно, шину 8 источника питания, ге нераторы тока на транзисторах 9 и 10, ко "торые включены между коллекторами тран зисторов 4 и 5 и шиной 8 источника питания соответственно, генератор тока 1!, включенный между объединенными базами транзисторов 9 и 10 и базой транзйстора генератора тока 3.

Дифференциальный усилитель работает следующим образом.

При подаче входного сигнала один из транзисторов входного дифференциального каскада закрывается, а другой открывается.

На коллекторах транзисторов выходных каскадов формируются потенциалы, величина которых фиксирована относительно потенциала нулевой шины.

Для выполнения условия работоспособности дифференциального усилителя необходимо во всем рабочем диапазоне обеспечить величину токов генераторов токов на транзисторах 9 и 10, соединенных с коллекторами транзисторов 4 и 5, несколько большей величины, чем ток генератора тока, что достигается посредством связи через генератор 11. Таким образом, разности колу лекторных токов транзисторов,! и 9, 2 и 10, которые определяют минимальный ток коллекторов ссютветствующих транзисторов 4 и 5 выходных каскадов, остаются неизменными во всем рабочем диапазоне дифференциального усилителя, что, в свою очередь, 14 позволяет минимизировать потребляемую им мощность.

Введение новых связей и элементов выгодно отличает предлатаемый дифференциальный усилйтель от прототипа, так как

15 при получении фиксированных относйтельно нулевой шины уровней выходного сигнала удается существенным образом снизить

- . потребляемую мощность, что увеличивает сферу применения данного усилителя.

Формула изобретения

Дифференциальный усилитель, содержащий источник питания, входной дифференциальный каскад на транзисторах с, первым генератором тока на транзисторе в общей эмиттерной цепи и выходные каскады на транзисторах, включенных по схеме с общим эмиттером, причем коллектор транзистора

З4 . каждого плеча входного дифференциального каскада соединен непосредственно с базой, а через резистор — с коллектором транзистора соответствующего выходного каскада, отличающийся тем, что, с целью уменьшения мощности потребления, между соответствующей шиной источника питания и коллектором транзистора каждого выходного каскада введены соответственно второй и третий генераторы тока на транзисторах, базы которых объединены и через четвертый генератор тока соединены с базой транзистора первого генератора тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . l. Гребен А. Б. Проектирование анало4s говых интегральных схем. Пер. с англ. М., <Энергия», 1976, с. 93, рис. 5 — 1, 2. Каталог «Linear integrated circuits. . National Semiconductor Corporation», 1973, р. 3 — 42 (прототип).

764 E 00 !

ХОд

Составитель Ю. Рогатин

Редактор Т. Орловская Техред К. Шуфрнч Корректор Г. Реи етиик

Заказ 6300/48 . 1 Тираж 995 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

1 l3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб,, д. 4/5

Филиал ППП «Патентэ, г. Ужгород, ул. Проектная, 4