RU2020729C1

RU2020729C1 - Current amplifier

Info

Publication number: RU2020729C1
Authority: RU
Inventors: Владимир Аронович Лаевский
Original assignee: Владимир Аронович Лаевский
Priority date: 1991-07-02
Filing date: 1991-07-02
Publication date: 1994-09-30

Abstract

FIELD: input and output stages of ratio receiving equipment, signal converting units. SUBSTANCE: inputs of common-base stages are interconnected in parallel and outputs of common-collector stages are also interconnected. EFFECT: enlarged dynamic range of input signal, improved loading capacity. 1 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано во входных и выходных каскадах радиоприемных устройств, в схемах преобразования сигнала. The invention relates to radio engineering and can be used in the input and output stages of radio receivers, in signal conversion circuits.

Известен каскад с общим коллектором, содержащий транзистор, коллектор которого соединен с шиной питания, а эмиттер через резистор соединен с другой шиной питания. Этот каскад служит для усиления сигнала по току, однако для линейного усиления каскад должен иметь ток покоя, превышающий ток нагрузки, что обусловливает большое потребление электроэнергии. Known cascade with a common collector containing a transistor, the collector of which is connected to the power bus, and the emitter is connected through the resistor to another power bus. This cascade serves to amplify the current signal, however, for linear amplification, the cascade must have a quiescent current in excess of the load current, which leads to high energy consumption.

Наиболее близким по технической сущности является дифференциальный каскад, содержащий два транзистора, коллекторы которых соединены через соответствующие резисторы с положительной шиной питания, эмиттеры соединены между собой и с генераторами тока, подключенными вторыми выводами к отрицательной шине питания, а базы соединены с клеммами входного напряжения. Недостатками этого дифференциального каскада являются отсутствие усиления входного сигнала по току, а также малый динамический диапазон входных сигналов по напряжению. The closest in technical essence is the differential cascade containing two transistors, the collectors of which are connected through the corresponding resistors to the positive power bus, the emitters are connected to each other and to the current generators connected by the second leads to the negative power bus, and the bases are connected to the input voltage terminals. The disadvantages of this differential stage are the lack of amplification of the input signal by current, as well as the small dynamic range of the input signals by voltage.

Цель изобретения - расширение динамического диапазона входного сигнала и увеличение нагрузочной способности. The purpose of the invention is the expansion of the dynamic range of the input signal and increase the load capacity.

Это достигается тем, что в усилитель тока, содержащий два транзистора, коллектор первого из которых через первый резистор соединен с шиной положительного источника питания, и второй резистор, введены третий и четвертый транзисторы и третий и четвертый резисторы, при этом второй и четвертый транзисторы имеют обратную проводимость, коллектор первого транзистора соединен с базой третьего транзистора, коллектор которого соединен через второй резистор с эмиттером второго транзистора и непосредственно с шиной положительного источника питания, а эмиттер - с базами первого и второго транзисторов и эмиттером четвертого транзистора, коллектор которого соединен соответственно через третий и четвертый резисторы с эмиттером первого и коллектором второго транзисторов, и непосредственно с шиной отрицательного источника питания, а база соединена с коллектором второго транзистора, кроме того, входные клеммы соединены соответственно с эмиттерами первого и второго транзисторов, а выходная клемма подключена к эмиттеру четвертого транзистора. This is achieved by the fact that in the current amplifier containing two transistors, the collector of the first of which is connected through the first resistor to the bus of the positive power supply, and the second resistor, the third and fourth transistors and the third and fourth resistors are introduced, while the second and fourth transistors have a reverse conductivity, the collector of the first transistor is connected to the base of the third transistor, the collector of which is connected through the second resistor to the emitter of the second transistor and directly to the bus of the positive power source Ia, and the emitter with the bases of the first and second transistors and the emitter of the fourth transistor, the collector of which is connected through the third and fourth resistors respectively to the emitter of the first and the collector of the second transistors, and directly to the negative power supply bus, and the base is connected to the collector of the second transistor, except Moreover, the input terminals are connected respectively to the emitters of the first and second transistors, and the output terminal is connected to the emitter of the fourth transistor.

В предложенном устройстве расширение динамического диапазона входных сигналов и повышение нагрузочной способности достигается за счет раздельного усиления положительных и отрицательных полуволн входных сигналов по току каскадами с общей базой, охваченными обратной связью коллектор-база. In the proposed device, the expansion of the dynamic range of input signals and increased load capacity is achieved due to the separate amplification of the positive and negative half-waves of the input current signals by cascades with a common base covered by the collector-base feedback.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предложенного устройства. The drawing shows a circuit diagram of the proposed device.

Усилитель тока содержит транзисторы 1-4 и резисторы 5-8. Транзисторы 1, 3 и 2, 4 различной проводимости. Клеммы входных сигналов соединены соответственно с эмиттерами транзисторов 1 и 2, базы которых соединены между собой и с эмиттерами транзисторов 3 и 4. Коллектор транзистора 1 через резистор 5 соединен с шиной положительного источника питания, к которой подключены коллектор транзистора 3 и вывод резистора 6, другой вывод которого соединен с эмиттером транзистора 2. Коллектор транзистора 1 соединен с базой транзистора 3, а коллектор транзистора 2 через резистор 8 подключен к шине отрицательного источника питания, коллектору транзистора 4 и выводу резистора 7, другой вывод которого соединен с эмиттером транзистора 1. База транзистора 4 соединена с коллектором транзистора 2. The current amplifier contains transistors 1-4 and resistors 5-8. Transistors 1, 3 and 2, 4 of different conductivity. The input signal terminals are connected respectively to the emitters of transistors 1 and 2, the bases of which are interconnected and to the emitters of transistors 3 and 4. The collector of transistor 1 is connected through a resistor 5 to the bus of a positive power source, to which the collector of transistor 3 and the output of resistor 6 are connected, another the output of which is connected to the emitter of transistor 2. The collector of transistor 1 is connected to the base of transistor 3, and the collector of transistor 2 is connected through a resistor 8 to the negative power supply bus, collector of transistor 4, and y resistor 7, the other terminal of which is connected to the emitter of the transistor 1. The base of transistor 4 is connected to the collector of transistor 2.

Усилитель тока работает следующим образом. The current amplifier operates as follows.

В статическом режиме входные транзисторы 1, 2 открыты, а транзисторы 3, 4 закрыты. Работа транзисторов 1, 2 в режиме А обеспечивается базовым током, протекающим по цепи шина положительного источника питания (+Е_п) - резистор 6 - переход эмиттер-база транзистора 2 - переход база-эмиттер транзистора 1 - резистор 7 - шина отрицательного источника питания (-Е_п). При равных номиналах резисторов 5-8 обеспечивается максимальный динамический диапазон и постоянное напряжение на выходе усилителя тока равное Е_п/2. При этом напряжение U_б3 на базе транзистора 3 равно U_б3 = Е_п/2 + U_бэ3 , а транзистора 4 U_б4 = Е_п/2 - U_бэ4. Разность потенциалов на переходах U_бэ3 и U_бэ4. транзисторов 3, 4 недостаточна для их открывания. Транзисторы 3, 4 включены в цепь отрицательной обратной связи соответственно транзисторов 1, 2, которая препятствует открыванию транзисторов 3, 4 при изменении температуры и напряжения питания. Если на оба входа через разделительные емкости подается синусоидальный сигнал, то в коллекторах транзисторов 1, 2 появляются синфазные и равные по величине входному сигналы, так как транзисторы 1, 2 включены по схеме с общей базой (ОБ).In static mode, the input transistors 1, 2 are open, and the transistors 3, 4 are closed. The operation of transistors 1, 2 in mode A is provided by the base current flowing through the bus line of the positive power supply (+ E _p ) - resistor 6 - transition emitter-base of the transistor 2 - transition base-emitter of the transistor 1 - resistor 7 - bus of the negative power source ( -E _p ). With equal values of resistors 5-8, the maximum dynamic range and a constant voltage at the output of the current amplifier is equal to E _p / 2. The voltage U _b3 based on transistor 3 is U _b3 = E _p / 2 + U _be3 , and transistor 4 U _b4 = E _p / 2 is U _be4 . The potential difference at the transitions U _Be3 and U _Be4 . transistors 3, 4 are not enough to open them. Transistors 3, 4 are included in the negative feedback circuit of transistors 1, 2, respectively, which prevents the opening of transistors 3, 4 when the temperature and supply voltage change. If a sinusoidal signal is supplied to both inputs through separation capacitors, then common-mode and equal-in-size input signals appear in the collectors of transistors 1, 2, since transistors 1, 2 are connected according to a common base (OB) circuit.

Положительный полупериод сигнала на коллекторе транзистора 1 открывает переход база-эмиттер транзистора 3, обеспечивая включение отрицательной обратной связи транзистора 1 и ток в нагрузку. Транзистор 4 остается закрытым, так как переменные напряжения на базе и эмиттере указанного транзистора равны. Отрицательный полупериод сигнала на коллекторе транзистора 2 открывает переход база-эмиттер транзистора 4, обеспечивая включение отрицательной обратной связи транзистора 2 и ток в нагрузку. Если на входы через разделительные емкости поступают противофазные сигналы, то в этом случае транзисторы 1, 3 и транзисторы 2, 4 формируют в нагрузку токи, равные по величине и противоположные по направлению. Суммарный ток нагрузки равен нулю и сигнал на выходе отсутствует. A positive half-cycle of the signal at the collector of transistor 1 opens the base-emitter junction of transistor 3, enabling the negative feedback of transistor 1 and the current to be switched on to the load. The transistor 4 remains closed, since the alternating voltages at the base and emitter of the specified transistor are equal. A negative half-cycle of the signal at the collector of transistor 2 opens the base-emitter junction of transistor 4, enabling the negative feedback of transistor 2 and the current to be switched on to the load. If antiphase signals arrive at the inputs through the separation capacitors, then in this case transistors 1, 3 and transistors 2, 4 form currents of equal magnitude and opposite in direction to the load. The total load current is zero and there is no output signal.

Положительный эффект по сравнению с прототипом заключается в расширении динамического диапазона до Е_п/2 и нагрузочной способности за счет раздельного усиления положительных и отрицательных входных сигналов по току каскадами с общей базой, охваченными отрицательной обратной связью через каскады с общим коллектором, которые одновременно формируют ток в нагрузку. Кроме того, предложенное устройство имеет более широкую полосу пропускания вследствие исключения каскада, включенного по схеме с ОЭ, и более высокое входное сопротивление.The positive effect compared to the prototype is to expand the dynamic range to E _p / 2 and load capacity due to the separate amplification of positive and negative input current signals by cascades with a common base, covered by negative feedback through cascades with a common collector, which simultaneously form a current in load. In addition, the proposed device has a wider bandwidth due to the exclusion of the cascade included in the scheme with OE, and a higher input impedance.

Claims

A current amplifier containing the first, second, third, fourth transistors, the first, second, third, fourth resistors, the emitters of the first and second transistors being the corresponding inputs of the current amplifier, the emitter of the first transistor through the third resistor connected to the negative power bus, the base of the first transistor is connected to the emitter of the third transistor, the emitter of the fourth transistor is connected to the base of the second transistor, the emitter of which is connected to the first output of the second resistor, and the first output of the first resistor and connected to the positive supply bus, the first and third transistors have one structure, characterized in that the second and fourth transistors have a different structure, the base of the third transistor is connected to the collector of the first transistor and the second output of the first resistor, while the collector of the third transistor and the second the output of the second resistor is connected to the positive power bus, the collector of the fourth transistor is connected to the negative power bus and through the fourth resistor to the base of the fourth and the collector th transistors, the bases of the first and second transistors are coupled and output current of the amplifier.