RU2101851C1 - Differential amplifier - Google Patents
Differential amplifier Download PDFInfo
- Publication number
- RU2101851C1 RU2101851C1 RU96106801/09A RU96106801A RU2101851C1 RU 2101851 C1 RU2101851 C1 RU 2101851C1 RU 96106801/09 A RU96106801/09 A RU 96106801/09A RU 96106801 A RU96106801 A RU 96106801A RU 2101851 C1 RU2101851 C1 RU 2101851C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transistors
- differential amplifier
- transistor
- emitter
- current
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в радиоэлектронных устройствах различного назначения, в частности, в усилительных устройствах, импульсных устройствах, автогенераторах. The invention relates to radio engineering and can be used in electronic devices for various purposes, in particular, in amplifying devices, pulse devices, oscillators.
Известен дифференциальный усилитель (Международный патент N 83/03612, кл. H 03 F 1/32, 3/45), содержащий первый и второй транзисторы, базы которых являются соответствующими входами, а коллекторы выходами усилителя, эмиттеры соединены посредственно с коллекторами соответственно третьего и четвертого транзисторов и через повторители напряжения с базами соответственно четвертого и третьего транзисторов, между эмиттерами третьего и четвертого транзисторов включен резистор. Known differential amplifier (International patent N 83/03612, CL H 03
Недостатком этого дифференциального усилителя является невозможность электронного регулирования крутизны передаточной характеристики. The disadvantage of this differential amplifier is the inability to electronically control the steepness of the transfer characteristic.
Также известен дифференциальный усилитель по Заявке Японии N 61-47007, кл. H 03 F 3/50, 3/343, содержащий первый и второй транзисторы, базы и коллекторы которых являются соответствующими входами и выходами дифференциального усилителя, эмиттеры соединены соответственно с коллекторами третьего и четвертого транзисторов, эмиттеры которых соединены выходом генератора тока, база третьего транзистора соединена с эмиттером второго транзистора, база четвертого транзистора соединена с эмиттером первого транзистора. Also known differential amplifier according to the Application of Japan N 61-47007, CL. H 03
Недостатком данного усилителя является сильное изменение его динамического диапазона при электронном регулировании крутизны передаточной характеристики, а также невозможность управления видом нелинейности передаточной характеристики. The disadvantage of this amplifier is a strong change in its dynamic range with electronic control of the steepness of the transfer characteristic, as well as the inability to control the type of non-linearity of the transfer characteristic.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является дифференциальный усилитель (Заявка Японии N 4-14802, кл. H 03 F 3/45, H 03 K 19/086), содержащий первый и второй транзисторы, базы которых являются соответствующими входами дифференциального усилителя, эмиттер первого транзистора соединен с коллекторами третьего транзистора и базой четвертого транзистора, эмиттер второго соединен с коллектором четвертого транзистора и базой третьего транзистора, эмиттеры третьего и четвертого транзисторов с выходом первого генератора тока. The closest in technical essence to the claimed object is a differential amplifier (Japanese Application N 4-14802, CL H 03
Недостатком этого дифференциального усилителя являются невозможность электронного управления видом нелинейности его передаточной характеристики, что ограничивает его функциональные возможности. The disadvantage of this differential amplifier is the inability to electronically control the type of nonlinearity of its transfer characteristic, which limits its functionality.
Цель изобретения расширение функциональных возможностей дифференциального усилителя за счет обеспечения возможности электронного управления видом нелинейности его передаточной характеристики. The purpose of the invention is the expansion of the functionality of a differential amplifier by providing electronic control of the type of nonlinearity of its transfer characteristic.
Поставленная цель достигается тем, что в дифференциальном усилителе, содержащем первый и второй транзисторы, базы которых являются соответствующими входами дифференциального усилителя, эмиттер первого транзистора соединен с коллектором третьего транзистора и базой четвертого транзистора, эмиттер второго транзистора соединен с коллектором четвертого транзистора и базой третьего транзистора, эмиттеры третьего и четвертого транзисторов соединены с выходом первого генератора тока, третий и четвертый транзисторы выполнены двухэмиттерными, причем вторые эмиттеры этих транзисторов соединены с выходом введенного второго генератора тока, коллекторы третьего и четвертого транзисторов соединены с выходами введенных соответствующих третьего и четвертого генераторов тока, коллекторы первого и второго транзисторов являются соответствующими выходами дифференциального усилителя. The goal is achieved in that in a differential amplifier containing the first and second transistors, the bases of which are the corresponding inputs of the differential amplifier, the emitter of the first transistor is connected to the collector of the third transistor and the base of the fourth transistor, the emitter of the second transistor is connected to the collector of the fourth transistor and the base of the third transistor, emitters of the third and fourth transistors are connected to the output of the first current generator, the third and fourth transistors are made two emitte GOVERNMENTAL, wherein the second emitters of these transistors are connected to the generator output inputted second current collectors of the third and fourth transistors are connected to the outputs of the respective input of the third and fourth current generators, collectors of the first and second transistors are the respective outputs of the differential amplifier.
Заявляемый дифференциальный усилитель поясняется фиг. 1, на которой приведена его электрическая принципиальная схема, на фиг. 2 показано распределение токов в усилителе при его работе, на фиг. 4 изображена передаточная характеристика дифференциального усилителя. The inventive differential amplifier is illustrated in FIG. 1, which shows its electrical circuit diagram, in FIG. 2 shows the distribution of currents in an amplifier during its operation; FIG. 4 shows the transfer characteristic of a differential amplifier.
Дифференциальный усилитель содержит первый 1, второй 2, третий 3, четвертый 4 транзисторы, первый 5, второй 6, третий 7 и четвертый 8 генераторы тока. The differential amplifier contains the first 1, second 2, third 3, fourth 4 transistors, the first 5, second 6, third 7 and fourth 8 current generators.
Работу дифференциального усилителя рассмотрим при следующих допущениях: все транзисторы идентичны (за исключением неодинаковости площадей первых и вторых эмиттеров транзисторов 3 и 4), токи базы транзисторов пренебрежимо малы по сравнению с их коллекторными токами, транзисторы работают на частотах, много меньших граничной частоты их коэффициента передачи по току в схеме с общей базой. We consider the operation of a differential amplifier under the following assumptions: all transistors are identical (except for the areas of the first and second emitters of
Первоначально подаются напряжения питания, напряжение смещения на входы усилителя и токи генераторов тока такой величины, чтобы вывести все транзисторы в активный режим. При этом эмиттерные токи транзисторов 1 и 2 устанавливаются равными I02-I01, где I02 ток генераторов 5 и 6, I01 ток генераторов тока 7 и 8, а значения эмиттерных токов транзисторов 3 и 4 определяются следующими выражениями:
где I031, I032, I041, I042 токи покоя, протекающие в соответствующих эмиттерах транзисторов 3 и 4, Sэ31, Sэ32, Sэ41, Sэ42 площади соответствующих эмиттерных р-н-переходов транзисторов 3 и 4.Initially, supply voltages, bias voltage are supplied to the amplifier inputs and currents of current generators of such a magnitude as to bring all transistors into active mode. In this case, the emitter currents of
where I 031 , I 032 , I 041 , I 042 quiescent currents flowing in the respective emitters of
Ограничимся рассмотрением симметричной структуры усилителя, когда Sэ31 Sэ42 S1, Sэ32 Sэ41 S2. При этом
При подаче на входы усилителя дифференциального входного напряжения Uвх в цепях транзисторов 1 и 2 протекает дифференциальный выходной ток iвых, равный сумме токов i1 и i2, протекающих в цепях соответственно первых и вторых эмиттеров транзисторов 3 и 4:
iвых i1+i2 (3)
Входное напряжение равно:
Uвх Uбэ1 + Uбэ41 Uбэ31 Uбэ2 Uбэ1 + Uбэ42 Uбэ32 Uбэ2, (4)
где Uбэ1, Uбэ2 базо-эмиттерные напряжения транзисторов 1 и 2, соответственно;
Uбэ31, Uбэ32, Uбэ41, Uбэ42 базо-эмиттерные напряжения в цепях соответственно первых и вторых эмиттеров транзисторов 3 и 4.We restrict ourselves to considering the symmetric structure of the amplifier when S e31 S e42 S 1 , S e32 S e41 S 2 . Wherein
When applying to the inputs of the amplifier a differential input voltage U I in the circuits of
i out i 1 + i 2 (3)
Input voltage is:
U I U U BE1 + U BE41 U BE31 U BE2 U BE1 + U BE42 U BE32 U BE2 , (4)
where U be1 , U be2 are the base-emitter voltages of
U BE31 , U BE32 , U BE41 , U BE42 are the base-emitter voltages in the circuits of the first and second emitters of
Представляя значения базо-эмиттерных напряжений с помощью уравнения Эберса-Молла с точностью до величины обратного тока р-н-перехода, преобразуем (4) к следующему виду:
Из (5) видно, что
Совместное решение уравнений (6) и (3) с учетом (2) позволяет выразить i1 и i2 через iвых:
Подставив (7) в (5), после преобразования получим следующее уравнение передаточной характеристики дифференциального усилителя:
Электронное управление видом нелинейности передаточной характеристики осуществляется путем изменения соотношения токов I01 и I02 - фиг. 3. Анализ уравнения (8) показывает, что при передаточная характеристика дифференциального усилителя является однозначной, если же то она имеет гистерезис. В первом случае изменением отношения можно регулировать крутизну передаточной характеристики, во втором величину гистерезиса.Representing the values of the base-emitter voltages using the Ebers-Moll equation up to the value of the reverse current of the rn junction, we transform (4) to the following form:
From (5) it can be seen that
The joint solution of equations (6) and (3) with allowance for (2) allows us to express i 1 and i 2 in terms of i out :
Substituting (7) into (5), after conversion, we obtain the following equation of the transfer characteristic of the differential amplifier:
Electronic control of the type of non-linearity of the transfer characteristic is carried out by changing the ratio of currents I 01 and I 02 - FIG. 3. An analysis of equation (8) shows that for the transfer characteristic of the differential amplifier is unambiguous, if then it has hysteresis. In the first case, a change in attitude you can adjust the slope of the transfer characteristic, in the second value of the hysteresis.
Таким образом, предлагаемый дифференциальный усилитель выгодно отличается от прототипа и аналогов тем, что в нем возможна электронная перестройка вида нелинейности передаточной характеристики в пределах от однозначной характеристики с регулируемой крутизной до характеристики с регулируемым гистерезисом. Thus, the proposed differential amplifier compares favorably with the prototype and analogues in that it is possible to electronically modify the form of non-linearity of the transfer characteristic in the range from a single-valued characteristic with adjustable slope to a characteristic with adjustable hysteresis.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96106801/09A RU2101851C1 (en) | 1996-04-04 | 1996-04-04 | Differential amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96106801/09A RU2101851C1 (en) | 1996-04-04 | 1996-04-04 | Differential amplifier |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2101851C1 true RU2101851C1 (en) | 1998-01-10 |
RU96106801A RU96106801A (en) | 1998-07-10 |
Family
ID=20179067
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96106801/09A RU2101851C1 (en) | 1996-04-04 | 1996-04-04 | Differential amplifier |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2101851C1 (en) |
-
1996
- 1996-04-04 RU RU96106801/09A patent/RU2101851C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6861890B2 (en) | Squaring cells and multipliers using summed exponentials | |
US7514980B2 (en) | Exponential function generator and variable gain amplifier using the same | |
JPH0452645B2 (en) | ||
US5254889A (en) | MOSFET analog multiplier | |
RU2101851C1 (en) | Differential amplifier | |
Fattaruso et al. | Triangle-to-sine wave conversion with MOS technology | |
Camenzind et al. | An outline of design techniques for linear integrated circuits | |
US7024448B2 (en) | Multiplier | |
EP0490016B1 (en) | Integrated circuit for generating a temperature independent current proportional to the voltage difference between a signal and a reference voltage | |
JPH0766643A (en) | Voltage - current converter | |
Payne et al. | Linear transfer function synthesis using non-linear IC components | |
US5399914A (en) | High ratio current source | |
Pookaiyaudom et al. | Integrable electronically variable general-resistance converter-a versatile active circuit element | |
US7268608B2 (en) | Wideband squaring cell | |
KR930007099A (en) | Phase shift circuit | |
EP0667057A1 (en) | Active impedance termination | |
US10355649B2 (en) | Voltage/current generator having a configurable temperature coefficient | |
RU2017323C1 (en) | Current amplifier | |
JPS63234307A (en) | Bias circuit | |
JPH03117015A (en) | Emitter coupled multivibrator circuit | |
RU2101850C1 (en) | Method of output current limiting | |
RU2175165C1 (en) | Negative-resistance device | |
KR100246603B1 (en) | Differential inverting amplifier and differential voltage-controlled oscillator using it | |
JPH0695631B2 (en) | Voltage comparison circuit with hysteresis | |
Gkotsis et al. | Instrumentation amplifier based analogue interface |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050405 |