Дифференциальный усилитель — SU 1589379 (original) (raw)
(2 ГОСУДАРСТВЕННЦЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯПРИ ГННТ СССР ИСАНИЕ ИЗОБР К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТ 1) 4454963/24"09(56) Патент США В 4575685, кл. Н 03 Г 3/45, опублик. 1986. (54) ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к интегральной микроэлектронике. Цель изобретения " снижение входных токов и напряжения смещения. Дифференциальный усилитель содержит и-р-п-транзисторы (Т) 1-4 и 8, генераторы 5-7 втекающего тока, эл-ты смещения, выполненные на и-р-и-Т 9 и 10 в диодном включении, генератор 11 вытекающего 801589 т, двухколлекторный р-и-р-Т 12, четырехколлекторный р-и-р-Т 13, эл-т сдвига уровня, выполненный на п-р-и в диоцном включении и резисторе 15, а также Т 16 и 17, Входной ток-. усилителя определяется разницей базо ного тока Т 1 и 2 и тока компенсапии Т 13. Резистор 15 и Т 1 О предназначе ны для компенсации снижения напряжея на эмиттерном р-и-переходе Т 13 вследствие малого тока эмиттера. В данном усилителе напряжение коллек- тор-база супер-р-Т 1,2 и 8 примерно равно нулю. Это расширяет диапазон допустимых значений коэф, передачи- тока базы этих Т и, соответственно, их пробивных напряжений и приводит к некоторому снижению средних значений входных токова 3 зепе ф лы 1 илеИзобретение относится к интегральной микроэлектронике и может быть использовано в аналоговых микросхемахна биполярных транзисторах преиму 1 5щественно изготавливаемых по планарноэпитаксиальной технологии с изоляцией обратно смещенными р-и-переходамиЦель изобретения - снижение входных токов и напряжения смещения,На чертеже представлена принципиальная электрическая схема дифференциального усилителя,ДиФФеренциальный усилитель содержит первую пару и"р-и-транзисторов1 и 2, вторую пару и-р-и-транзисторов 3 и 4, первый 5, второй 6, третий 7 генераторы втекающего тока дополнительный и-р-и-транзистор 8,первый 20и второй элементы смещения, выполненныена и-р-и-транзисторах 9 и 10 вдиодномвключении, генератор 11 вытекающего тока,двухколлекторный и-р-п-транзистора 12,четырехколлекторный р-и-р-транзистор 2513, элемент сдвига уровня, выполненный наи-р-и-транзисторе 14 и резисторе 15,а также транзисторы 16 и 17.Дифференциальный усилитель работает следующим образом. ЗОВходной ток дифференциального усилителя определяется разницей базовоготока транзисторов 1 и 2 и тока,компенсации транзистора 13. Транзисторы 1,2 и 8 идентичные супер-р-и-р-и-тран 35зисторы, токи генераторов 5 и 7 такжеодинаковы, а ток генератора 6 ровнов два раза меньше, в результате токиэмиттеров перечисленных транзисторовпрактически одинаковы, соответственноодинаковы и их базовые токи. Очевидно, что ток третьего коллектора транзистора 13 в точности равен току базытранзистора 8, первый, второй и чет-вертый коллекторы транзистора 13 выполнены идентичными, таким образом,токи всех этих коллекторов одинаковыи примерно равны току базы входныхсупер-р-транзисторов 1 и 2, что обеспечивает компенсацию входного токадифференциального усилителя.Коллекторный потенциал супер-р-и-р-и-транзисторов 1,2 и 8 задаетсяцепью сдвига уровня входного синфазного сигнала, построенного на транзисторах 16 и 17. Отсчитав количествовключенных в прямом направлении эмиттерных р-и-переходов от точки соединения эмиттеров транзисторов 1 и 2,что потенциал коллектора каждого из этих транзисторов примерно совпадает с потенциалом их базы. Резистор 15, а также транзистор 10 предназначены для компенсации снижения напряжения на эмиттерном р-и-переходе транзистора 13 вследствие малого тока эмиттера (этот ток примерно равен четырем входным токам транзисторов 1, 2 и 8), Для коэффициента передачи тока базы супер-р-транзистора около 2000 напряжение на эмиттерном переходе транзисто- . ра 13 при +125 ОС примерно на 0,2 В меньше, чем у транзистора 12. Коминал резистора 15 выбирают таким образом, чтобы скомпенсировать эту разницу в величине падения напряжения. Вместо транзистора 10 также можно использовать резистор, при этом величина падения напряжения ка нем не имеет столь существенного значения, как на резисторе 15, так как она определяет лишь напряжение на коллекторном переходе транзистора 12, которое может меняться в достаточно широком диапазоне.Таким образом, в предлагаемом дифференциальном усилителе напряжение коллектор-база супер-р-транзисторов 1,2 и 8 примерно равно нулю, что расширяет диапазон допустимых значений коэффициента передачи тока базы этих транзисторов и, соответственно, их пробивных напряжений и приводит к некоторому снижению средних значений входных токов.формула изобретения1. ДиФФеренциальный усилитель, содержащий первую пару и-р-и-транзисторов, базы которых являются входами дифференциального усилителя, эмиттеры соединены с выходом первого генератора втекающего тока, коллекторы подключены соответственно к эмиттерам второй пары и-р-и-транзисторов, коллекторы которых являются выходами дифференциального усилителя, базы соединены с выходом генератора вытекающего тока, который подключен к эмиттеру двухколлекторного р-и-р-транзистора, первый коллектор которого и база соединены с выходом второго генератора втекающего тока, а также третий генератор втекающего тока, дополнительный и-р-и-транзистор и четырехколлекторный р-и-ртранзистор, первый и второй коллекторы которого соединены соответственноСоставитель И, ВодяхинаТехРед Л.Сердюкова Корректор Л. Пилипенко Редактор Л. Пчолинская Заказ 2547 Тираж 668 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г,ужгород, ул. Гагарина, 101 5 15893 с базами первой пары и-р-п-транзисторов, третий коллектор - с базой дополнительного п-р-п-транзистора, четвертый коллектор - с базой четырехколлекторного р-п-р-транзистора, эмиттер5 которого через первый элемент смешения соединен с коллектором дополнительного и-р-и"транзистора, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения входных токов и напряжения смещения, змиттер дополнительного и-р-и-транзистора соединен с выходом третьего генератора втекающего тока, который через введенный элемент сдви га уровня подключен к второму коллектору двухколлекторного р-п-р-транзис. тора и базе четырехколлекторного р-п-р-транзистора, эмиттер которого 79 6подключен к базам второй пары и-р-и- транзисторов, соединеннЫм с выходом генератора вытекающего тока через введенный второй элемент смещения,2, Усилитель по и. 1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что элемент сдвига уровня выполнен на последовательно соединенных по постоянному току и-р-и-транзисторе в диодном включении и резисторе.3. Усилитель по пп, 1 и 2, о т - . л и ч а ю щ и й с я тем, что первый элемент смещения выполнен на и-р-птранзисторе в диодном включении.4. Усилитель по п. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что второй элемент смещения выполнен на и-р-и-транзисторе в диодном включении.