Широкополосный усилитель

Широкополосный усилитель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3tso " 03 " 1/"?

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВY

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3322011/18-09 (72) 22. 07.81 (46) 23.07.83. Бел. М 27 (72) A.À. Чайкин и С.И. Романов (53) 6?1.375.121(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М "9675", кл- H 03 F 3/50, 1977.

7, Авторское свидетельство СССР

N 915217, кл. H 03 F 3/26, 1977 (прототип). (54}(57)1.ШИРОКОПОЛОСНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий соединенные последовательно по постоянному току первый полевой транзистор, затвор которого является входом широкополосного усилителя, первый биполярный транзистор в диодном включении, база и коллектор которого соединены с истоком первого полевого транзистора, и второй биполярный транзистор, эмиттер которого соединен с эмиттером первого биполярного транзистора .в диодном включении, коллектор " с базой третьего биполярного транзистора, коллектор которого подключен к соответствующей шине источника питания, а база - с объединенными базой четвертого и эмиттером третьего биполярных транзисторов, источник тока, выполненный. на втором полевом транзисторе, однотипном с первым полевым транзистором, и пятом биполярном транзисторе в диодном включении в истоковой цепи второго поле„SU„„108%49 A вого транзистора, при этом первый и пятый биполярные транзисторы в диодном включении имеют одинаковый тип проводимости, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и увеличения коэФфициента передачи, в него введены выходной инвертирующий усилительный каскад, а также первый и второй отражатели тока, при этом вход выходного инвертирующего усилительного каскада подключен к стоку первого полевого транзистора и выхо- ду первого отражателя тока, вход ко" торого соединен с одним выводом источника тока, друго" вывод которого подключен к эмиттеру четвертого биполярного транзистора, коллектор Е которого соединен с входом второго отражателя тока, выход которого подключен к коллектору второго биполяр- С ного транзистора, а выход цепи отрицательной обратной связи выходного инвертирующего усилительного каска- ь а да соединен с эмиттером первого би- (> полярного транзистора в диодном включении.

7. Усилитель по и. 1, о т л и ч аю щ и и с я тем что с целью коррекУ ° ции напряжения смещения полевых транзисторов, а него введен источник корректирующего тока, подключенный одним выводом к входу второго отражателя тока, а другим выводом - к общей нине., ! 030949

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использова,но в качестве широкополосного усилителя постоянного напряжения с высоким входным сопротивлением в устройствах различного назначения, в частности, в быстродействующих схемах выборки-хранения.

Известен повторитель напряжения, содержащий источник тока на полевом транзисторе с каналом -типа, исток которого подключен ко входу отражателя тока на двух транзисторах и --р-tt типа, его затвор и эмиттеры транзисторов отражателя тока присоединены к первой шине питания, а сток - к истоку истокового повторителя на по левом транзисторе с каналом и-типа и базе эмиттерного повторителя на транзисторе п ""р-и типа,,эмиттер которого, являющийся выходом устрой"

20 ства, подключен к выходу отражателя тока, а коллектор и сток транзистора истокового повторителя - к второй шине питания. Входом устройства явля25 ется затвор истокового повторителя (1 ).

Кедоотатками устройства являются небольшой (меньше. единицы )коэффициент передачи и неодинаковость режимов работы полевых транзисторов, сни- ЗО жающая точность устройства.

Наиболее близким по технической сущности является широкополосный усилитель, содержащий соединенные после"; довательно по постоянному току пер- 35 вый полевой транзистор, затвор которого является входом широкополосного усилителя, первый биполярный транзис- тор в диодном включении, база и коллектор которого соединены с истоком g первого полевого транзистора, и второй биполярный транзистор, эмиттер которого соединен с эмиттером первого биполярного транзистора в диодном включении, коллектор - с базой третьего биполярного транзистора, коллектор которого подключен к соот" ветствующей шине источника питания, а база - с объединенными базой четвертого и эмиттером третьего биполяр-. ных транзисторов, источник тока, выполненный на втором полевом транзисторе, однотипном с первым полевым транзистором, и пятом биполярном транзисторе в диодном включении в истоковой цепи второго полевого транзистора, 55 при этом первый и пятый биполярные транзисторы в диодном включении имеют одинаковый тип проводимости (? 1.

Недостатками устройства являются низкий (меньше единицы ) коэффициент передачи и наличие погрешностей пере дачи, обусловленных неодинаковостью режимов работы полевых транзисторов.

Цель изобретения - повышение точности и увеличение коэффициента передачи широкополосного усилителя, а также коррекция напряжения смещения полевых транзисторов.

Поставленная цель достигается тем, что в широкополосный усилитель, содержащий соединенные последовательно по постоянному току первый полевой транзистор, затвор которого является входом широкополосного усилителя, первый биполярный транзистор в диодном включении, база и коллектор которого соединены с истоком первого полевого транзистора, и второй биполярный транзистор, эмиттер которого соединен с эмиттером первого биполярного транзистора в диодном включении,коллектор - с базой третьего биполярного транзистора, коллектор которого подключен к соответствующей шине источника питания, а база — с объединенными базой четвертого и эмиттером третьего биполярных транзисторов, источник тока, выполненный на втором полевом транзисторе, однотипном с первым полевым транзистором, и пятом биполярном транзисторе в диодном включении в истоковой цепи второго полевого транзистора, при этом первый и пятый биполярные транзисторы в диодном включении имеют одинаковый тип проводимости, введены выходной инвертирующий усилительный каскад, а также первый и второй отражатели тока, при этом вход выходного инвертирующего усилительного каскада подключен к стоку первого полевого транзистора и выходу первого отражателя тока, вход которого соединен с одним выводом источника тока, другой вывод которого подключен к эмиттеру четверТого биполярного транзистора, коллектор которого соединен с входом второго отражателя тока, выход которого подключен к коллектору второго биполярного транзистора, а выход цепи отрицательной обратной связи выходного инвертирующего усилительного каскада соединен с эмиттером первого биполярного транзистора в диодном включении, а также введен источник корректирующего тока, подключенный одним выводом к входу второго отражателя тока, а другим выводом — к общей шине.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема широкополосного усилителя. 5

Иирокополосный усилитель".содержит первый полевой транзистор t, первый биполярный транзистор 2 в диодном включении, второй биполярный транзистор 3, третий биполярный транзистор 4,-четвертый биполярный транзистор 5,- источник 6 тока на втором полевом транзисторе 7 и пятом биполярном транзисторе 8 в диодном включении, выходной инвертирующий усили- !5 тельный каскад 9, первый 10 и второй 11 отражатели тока, источник 12 корректирующего тока, цепь 13 отрицательной обратной связи, шины 14 источника питания. 20

Устройство работает следующим образом.

Ток, создаваемый источником 6 тока на втором полевом транзисторе 7 и пятом биполярном. транзисторе 8 в ди.25 одном включении в цепи истока, поступает на вход первого отражателя 10 тока и, пройдя через эмиттер и коллектор четвертого биполярного транзистора 5, поступает на вход второго отражателя 11 тока. Выходной ток второго отражателя 11 тока, пройдя через коллектор и эмиттер второго биполярного транзистора 3, складывается с выходным током цепи 13 отрицательной обратной связи, и этот суммарный ток, пройдя через первый биполярный транзистор 2 в диодном включении и первый полевой транзистор 1, поступает на вход выходного инвертирующего усилительного каскада 9.

На вход выходного инвертирующего усилительного каскада 9 поступает также выходной ток первого отражателя 10 тока. Если первый 10 и второй 11 отражатели токов работают с коэффициентами передачи по току, равными единице, то на вход выходного инвертирующего усилительного каскада 9 поступает выходной ток цепи 13 отрицательной обратной связи, поскол ь- 50 ку выходные токи первого 10 и второго 11 отражателей тока взаимно вычитаются. Вследствие действия цепи 13 отрицательной обратной связи этот вы- . ходной ток стремится к малой величине, определяемой входным током выходного инвертирующего усилительного каскада 9.

Предполагается, что первый 1 и вто ройй 7 полевые транзисторы, первый 2 и пятый 8 биполярные транзисторы в диодном включении, второй 3 и четвертый 5 биполярные транзисторы одиыаковы с точностью до технологического разброса параметров, и напряжения смещения входов первого отражателя 10 тока и выходного инвертирующего усилительного каскада 9 равны с точностью до напряжения смещения одного базо-эмиттерного перехода транзистора.При этом режимы работы первого 1 и второго 7 полевых транзисто" ров одинаковы и смещения уровня постоянного напряжения, вносимое уст, ройством близко к нулю и определяется только технологическим разбросом параметров транзисторов, входящих в него.

Таким образом, устраняется один из недостатков известного устройства — наличие погрешностей передачи, обусловленных неодинаковостью режимов работы полевых транзисторов.

Для того, чтобы скомпенсировать технологический разброс параметров транзисторов, в устройство введен источник 12, корректирующего тока, который необходим для более точной компенсации смещения уровня постоянного напряжения, вносимого устройством.

Кроме того, коэффициент передачи устройства определяется коэффициентом передачи цепи 13 отрицательной обратной связи и коэффициентом усиления выходного инвертирующего усили" тельного каскада 9.

Широкополосный усилитель обладает поцышенной точностью;, т.е. отсутствие погрешностей передачи, обусловленных не одинаковостью режимов работы полевых транзисторов и выражающихся в смещении уровня постоянного напряжения между входом и выходом, которое может в известном составлять несколько сот милливольт, при применении современных биполярных и полевых интегральных транзисторов, в то время как в предложенном устройстве это смещение можно свести с помощью источника корректирующего тока до

ОДНОГО ДВУХ МИЛЛИВОЛЬТ, ВЫСОКИМ КО эффициентом передачи, который при применении современных биполярных и полевых интегральных транзистор

1030949

Составитель И. Водяхина

Редактор Т. Киселева Техред С.Иигунова Корректор.И. Демчук

Заказ 5232/56 Тираж 936 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушская наб. д. 4/5 ъъа А «1««йа ««««««««4д««у

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 может достигать нескольких десятков, а усиление с разомкнутой петлей обратной связи - двух-трех тысяч.

К достоинствам усилителя относится также возможность выполнения его в виде интегральной схемы.