Компаратор

Компаратор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистицеских

Республик ()644034

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06.01.75 (21) 2092889/18-21 г (51) М. Кл.

1 . 03 К 5/20

G 05 В 1/01 с присоединением заявки №

Государственный комнтет

СССР по делам нзобретеннй н открытей (23) Приоритет—

Опубликовано 25.01 79Бюллетень №3

Дата опубликования описания 28.01.79 (53) УДК 621.374. .34(088.8) (72) Автор изобретения

В. А. Чулков (71) Заявитель (54) КСМ ПАР АТОР

Изобретение относится к радиотехнической промышленности и может быть использовано для сравнения двух напряжений в электронных время-импульсных системах и устройствах порогового контроля измерительной техники.

Известны компараторы, выполненные на 5 основе дифференциального каскада, предназначенные для сравнения двух напряжений.

Один из известных компараторов выполнен на биполярных транзисторах по схеме дифференциального каскада (1) . о

Недостатком такого компаратора является невысокая точность, определяемая величиной допустимого дифференциального сигнала; чем последняя выше, тем погрешность сравнения меньше. Кроме того, точность повышается с увеличением быстродействия транзисторов.

Однако высокочастотные транзисторы, выполненные по планарной технологии, обладают малым допустимым смещением эмиттерного перехода, что ограничивает допустимый дифференциальный сигнал компаратора, Ближайшим техническим решением к предлагаемому изобретению является ком2 паратор, выполненный на основе балансного дифференциального каскада на биполярных транзисторах с генераторами токов в их эмиттерных цепях, содержащий униполярные транзисторы, затворы которых объединены и подключены к месту соединения эмиттеров биполярных транзисторов (2).

В известном устройстве униполярные транзисторы предохраняют биполярные транзисторы дифференциального каскада от пробоя, но снижают точность сравнения и вносят асимметрию в схему за счет неизбежного различия их электрических параметров, что обусловливает дополнительную ошибку сравнения.

Недостатками устройства являются недостаточная точность сравнения и сложность, так как оно содержит два униполярных транзистора.

Целью изобретения является упрощение устройства и повышение точности сравнения напряжений.

Это достигается тем, что в компараторе, содержащем дифференциальный каскад на биполярных транзисторах с генераторами токов в эмиттерных цепях и униполярный транзистор, затвор униполярного транзисто644034 ра подключен через диоды к базам, а сток и исток соответственно к эмиттерам транзисторов дифференциального каскада.

На чертеже представлена принципиаль5 н ая схем а ком па р а тор а.

Компаратор содержит дифференциальный каскад на биполярных транзисторах 1 и 2 с источниками токов 3 и 4 в их эмиттерных цепях, униполярный транзистор 5, подключенный стоком и истоком соответственно к эмиттерам, а затвором через диоды 6 и 7 — к базам биполярных транзисторов, соединенным с входами 8 и 9 устройства.

Нагрузка 10 подключена между коллекторами биполярных транзисторов 1 и 2.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение на затворе транзистора 5 всегда равно меньшему из двух входных напряжений, выбираемому с помощью диодов 6 и 7. Если входные напряжения равны, то равны и потенциалы эмиттеров биполярных транзисторов 1 и 2. Транзистор 5 представляет собой линейное сопротивление и при достаточно малых токах генераторов тока 3 и 4 этим сопротивлением можно пренебречь. При этом схема эквивалентна обыч- 2S ному дифференциальному каскаду. С уменьшением напряжения U< на входе 8 транзистор 1 дифференциального каскада запирается и токи генераторов тока 3 и 4 протекают через транзистор 2 дифференциального каскада. Транзистор 5 работает в режиме управляемого линейного сопротивления до тех пор, пока входное дифференциальное напряжение не достигнет заданного напряжения отсечки, равного напряжению затвор-исток, при котором ток на проходной характеристи- 35 ке транзистора 5 равен току генератора 3 тока. Затем обратное напряжение эмиттерного перехода транзистора 1 перестает увеличиваться; поскольку транзистор 5 переходит в режим истокового повторителя, при этом

<0 потенциал эмиттера транзистора 1 <аследитл за потенциалом базы. При изменении знака разности входных напряжений закрывается транзистор 2 и токи генераторов тока 3 и 4 будут протекать через транзистор 1. Вследствие симметрии характеристик униполярного транзистора 5 все электрические процессы, описанные выше, повторятся для правого плеча дифференциального каскада.

Таким образом, допустимый дифференциальный сигнал предлагаемого компаратора ограничен лишь допустимыми межэлектродными напряжениями униполярного транзистора, которые, как известно, для отдельных типов униполярных транзисторов (например, для транзисторов с МДП-структурой могут быть весьма велики, что обусловливает малую погрешность сравнения.

Использование одного полевого транзистора упрощает предлагаемое устройство. Высокие эксплуатационные параметры — большой диапазон сравниваемых напряжений, высокое входное сопротивление, повышенная точность сравнения — расширяют функциональные возможности компаратора и позволяют использовать его как базовый элемент время-импульсных систем.

Формула изобретения

Компаратор, содержа гций дифференциальный каскад на биполярных транзисторах с генераторами токов в эмиттерных цепях и униполярный транзистор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, затвор униполярного транзистора подключен через диоды к базам, а сток и исток соответственно к эмиттерам биполярных транзисторов дифференциального каскада.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Шило В. Л. Л и ней ные интегральные схемы в радиоэлектронной аппаратуре. М., «Сов. радио», 1974, с. 181 — 196.

2. Патент США ¹ 3489919, кл. 307-202, 1970. б440.3 -;

Составитель Ш. Шаряпов

Техред О. Луговая Корректор С. Шекмар

Тираж1053 Подписное

Редактор Н. Хлудова

Заказ 8939j52

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьпий

I 13035, Москва, Ж-35, Раугпская наб., д. 4!5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул Проектная, 4