Дифференциальный усилитель

Дифференциальный усилитель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий первый и второй транзисторы, коллекторы которых соединены с соответствующими входами блока выделения наименьшего из двух -токов, выход которого подключен к входу управляемого стабилизатора тока, выполненного с ограничением снизу, выход которого соединен через первый и второй двухполюсники с эмиттерами соответственно первого.и второго транзисторов, а также стабильный источник тока, отличающийс я тем, что, с целью повьпвения статической точности за счет уменьшения дрейфа нуля, введены первый и второй дополнительные транзисторы, базаколлектор которых включ ены параллельно база-коллектору соответственно первого и второго транзисторов, а эмиттеры объединены и подключены к выходу стабильного источника тока.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4 (51) Н 03 Р,З/45

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3473395/24-09 (22) 19.07 ° 82 (46) 30.01.85. Бюл. № 4 (72) В.И. Анисимов, Ю.М. Соколов, Н.Н. Прокопенко и В.А. Домбровский (71) Шахтинский технслогическйй институт и Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина) (53) 621.375.024(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке ¹ 3412170/09, кл. Н 03 Р 3/45, 22.03.82.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 3474997/09, кл. Н 03 F 3/45, 16.07,82. (54)(57) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий первый и второй транзисторы, коллекторы которых соединены,.SU„1137565 А с соответствующими входами блока выделения наименьшего из двух .токов, выход которого подключен к входу уп" равляемого стабилизатора тока, выполненного с ограничением снизу, выход которого соединен через первый и второй двухполюсники с эмиттерами соответственно первого .и второго транзисторов, а также стабильный источник тока, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения статической точности за счет уменьшения дрейфа нуля, введены первый и второй дополнительные транзисторы, баэаколлектор которых включены паралИ лельно база-коллектору соответственно первого и второго транзисторов, а эмиттеры объединены и подключены к выходу стабильного источника тока. (1137565

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может использоваться в решающих усилителях и аналого-цифровых преобразователях.

Изцестен дифференциальный усили- 5 тель, содержащий первый и второй транзисторы, коллекторы которых соединены с соответствующими входами блока вьщеления наименьшего из двух токов, выход которого подключен к входу управляемого стабилизатора тока, выполненного с ограничением снизу, выход которого соединен через соответственно первый и второй резисторы с эмиттерами соответственно 15 первого и второго транзисторов, а также стабильный источник тока j1) .

Однако известный дифференциальный усилитель в режиме микротоков имеет нелинейность характеристики 20 коэффициента передачи.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является дифференциальный усилитель, содержащий первый и второй транзисторы, 25 коллекторы которых соединены с. соответствующими входами блока выделения наименьшего из двух токов, выход которого подключен к входу управляемого стабилизатора тока, выполненного З0 с ограничением снизу, выход которого соединен через соответственно первый и второй двухполюсники с эмиттерами соответственно первого и второго транзисторов, а также стабильный источник тока (2) .

Однако в данном дифференциальном усилителе сравнительно низкая стати ческая точность, что обусловлено наличием дрейфа нуля. 40

Цель изобретения — повышение статической точности за счет уменьшения дрейфа нуля.

Для этого в дйфференциальный усилитель, содержащий первый и вто- 45 рой транзисторы, коллекторы которых соединены с соответствующими входами блока вьщеления наименьшего нз -двух токов, выход которого подключен к входу управляемого стабилизатора. тока, выполненного с ограничением снизу, выход которого соединен через соответственно первый и второй двухполюсники с эмиттерами соответственно первого н второго транзисторов, а 5> также стабильный источник тока, введены первый и второй дополнительные транзисторы, база-коллектор которых включены параллельно база-коллектору соответственно первого и второго транзисторов, а эмиттеры объединены и подключены к выходу стабильного источника тока.

На фиг. 1 представлена электрическая схема предлагаемого дифференциального усилителя; на фиг. 2 — конкретный пример его принципиальной электрической схемы.

Дифференциальный усилитель содержит (фиг. 1) первый и второй транзисторы 1 и 2, блок 3 вьщеления наименьшего из двух токов, управляемый стабилизатор 4 тока, первый и второй двухполюсники 5 и 6, стабильный источник 7 тока, первый и второй дополнительные транзисторы 8 и 9, а также отражатель 10 тока. Согласно фиг. 2 в дифференциальном усилителе блок 3 выделения наименьшего из двух токов содержит транзисторы 11-14, диоды

15 и 16, резисторы 17 и 18, управляемый стабилизатор 4 тока содержит транзисторы.19 и 20.

Дифференциальный усилитель работает следующим образом.

Благодаря транзисторам 11-14 (Лиг. 2), являющимся датчиками тока

1,, ? в цепях коллекторов соответст венно первого и второго дополнительных транзисторов 8 и 9. и диодам 15 и 16, резисторам 17 и 18 вырабатывается приращение тока, которое пропор ционально приращению наименьшего тока I или Ig

Управляемьпr стабилизатор 4 тока имеет зону нечувствительности I и т.е. до тех пор, пока входной ток

« не превысит заданный уровень |„, с высокой точностью выполняется равенство о =О, где 1о — ток управляемого стабилизатора 4 тока. Этим исключается влияние блока 3 и управляемого стабилизатора 4 тока на статические параметры дифференциального усилителя (ДУ).

В статическом режиме (0 =0) ток

\ стабильного источника 7 1 распределяется между эмиттерами первого и второго дополнительных транзисторов

8 и 9.

38 э9

Выходной ток управляемого стабилизатора 4 тока Io равен ну.по, что обеспечивается блоком 3 «„- l. . В этих условиях первый и Bl, : тран1137565 зисторы 1 и 2 не влияют на работу схемы ДУ.

Под действием входного сигнала

„ (50 — 100 мВ коллекторный ток первого дополнительного транзистора

8 увеличивается, а второго дополнительного транзистора 9 уменьшается на величину ex ve "к9 + * 8 9

И8 и9 где h н 8 < — входное сопротивление

I первого (второro) дополнительного транзистора

8(9) в схеме с общей базой. Приращения 8 и 9 через отражатель 10 тока передаются на выход ДУ и заряжают конденсатор 21 (фиг. 2) (3) "с 8 9

Мгновенное значение тока 1 мож9 но найти из формулы д -, (4)

"вк

2 Ьц,8 Ьц9

По мере увеличения U8„òoê? 9 уменьшается до заданного уровня.

Напряжение 0 „ = ll при котором выполняется равенство 1я = р, находится из формулы (4) ч гр

?д ° — - .. (5)

2 Ьн, Ьи2

Параметры элементов схемы могут быть выбраны таким образом, чтобы

V„ =50-100 мВ.

Как только входное напряжением „ превысит 1 Р, дальнейшее уменьшение

, Ц прекращается. За счет включения нелинейной петли отрицательной обратной связи выход управляемого стабилизатора 4 тока превращается в выход высококачественного стабилизатора напряжения с малым внутренним сопротивлением. Это приводит к дальнейшему увеличению тока I8 за счет увеличения тока Iz и тока первого двухполюсника 5

20 где 15 — динамическое сопротивление l0 первого двухполюсника 5.

Таким образом, в области больших входных сигналов ток = 1 не огра-с ничивается и продолжает возрастать пропорционально U „ за счет увеличе15 ния тока первого транзистора 1. Для исключения на характеристике = 5(0 „) излома, необходимо, чтобы углы наклона характеристики передачи в двух ре- жимах с((=02 т,е ° Ц 1 5 1 И,8 1 н,9 °

Последнее условие обеспечивается соответствующим выбором Я 5 lg °

Напряжение М,, при котором на2S ступает ограничение тока перезвряда конденсатора 21, зависит от усиления по току блока 3 и управляемого стабилизатора 4 тока. На практике легко получить V„

Таким образом, введение в конструкцию устройства первого и второго дополнительных транзисторов в режиме большого входного сигнала создается дополнительный паралельный канал усиления. Это обстоятельство позволяет транзисторам ДУ работать в таких режимах, при которых дрейф нуля

ДУ минимален при сбхранении всех преимуществ, получаемых в устройст-. ве-прототипе.

1137565

Составитель И. Водяхина

Редактор М. Келемеш Техред Т.Маточка утяга

Заказ 10539/41 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4