RU2546066C2 - Transistor amplifier with parallel control - Google Patents

Transistor amplifier with parallel control Download PDF

Info

Publication number
RU2546066C2
RU2546066C2 RU2013119353/08A RU2013119353A RU2546066C2 RU 2546066 C2 RU2546066 C2 RU 2546066C2 RU 2013119353/08 A RU2013119353/08 A RU 2013119353/08A RU 2013119353 A RU2013119353 A RU 2013119353A RU 2546066 C2 RU2546066 C2 RU 2546066C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
transistor
amplifier
collector
drain
current
Prior art date
Application number
RU2013119353/08A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013119353A (en
Inventor
Александр Николаевич Зыков
Original Assignee
Александр Николаевич Зыков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Николаевич Зыков filed Critical Александр Николаевич Зыков
Priority to RU2013119353/08A priority Critical patent/RU2546066C2/en
Publication of RU2013119353A publication Critical patent/RU2013119353A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2546066C2 publication Critical patent/RU2546066C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Amplifiers (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: invention is related to the sphere of electric signal transistor amplifiers. Technical result is attained due to the fact that in amplifier of class A with parallel control the resistor coupled between collector of the lower transistor and emitter of the upper transistor is replaced by a two-terminal element, which current - voltage drop curve is function inverse in regard to the function describing transfer characteristic of the lower transistor.
EFFECT: reduction of non-linear intermodular and other types of distortion, limitation of their spectrum, expansion of output signals range and increase of efficiency factor for the transistor amplifier.
5 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к технике полупроводниковых усилителей электрических сигналов в том числе усилителей мощности звуковой частоты.The invention relates to techniques for semiconductor amplifiers of electrical signals, including audio frequency power amplifiers.

Из предыдущего уровня техники известен усилитель класса А с параллельным управлением на полевых транзисторах с изолированным затвором, который содержит два одинаковых транзистора, резистор, включенный между стоком нижнего по схеме транзистора и истоком верхнего транзистора и цепи смещения, определяющие режим работы усилителя, http://http.7/http://www.tubecad.com/index_files/page0023.htm.A class A amplifier with parallel control on field-effect transistors with an isolated gate is known from the prior art, which contains two identical transistors, a resistor connected between the drain of the lower transistor circuit and the source of the upper transistor and the bias circuit, which determine the operation mode of the amplifier, http: // http.7 / http: //www.tubecad.com/index_files/page0023.htm.

Наиболее близким к предлагаемому является усилитель класса А с параллельным управлением, содержащий два одинаковых транзистора, включенных по питанию последовательно: нижний транзистор, на базу которого подается входной сигнал и верхний транзистор, к эмиттеру которого подключена нагрузка усилителя. Усилитель содержит также датчик тока - резистор, включенный между коллектором нижнего транзистора и эмиттером верхнего транзистора, и источник опорного напряжения - два диода, включенных в прямом направлении между коллектором нижнего транзистора и базой верхнего транзистора - определяющий режим работы усилителя по постоянному току. Ток стока нижнего транзистора создает на резисторе падение напряжения. Разность опорного напряжения и напряжения, падающего на резисторе, является управляющим напряжением для верхнего транзистора. http://www.tubecad.com/2004/blog0016.htm.Closest to the proposed is a class A amplifier with parallel control, containing two identical transistors connected in series with the power supply: a lower transistor, to the base of which an input signal is supplied, and an upper transistor, to the emitter of which an amplifier load is connected. The amplifier also contains a current sensor - a resistor connected between the collector of the lower transistor and the emitter of the upper transistor, and a reference voltage source - two diodes connected in the forward direction between the collector of the lower transistor and the base of the upper transistor - which determines the direct current mode of the amplifier. The drain current of the lower transistor creates a voltage drop across the resistor. The difference between the reference voltage and the voltage incident on the resistor is the control voltage for the upper transistor. http://www.tubecad.com/2004/blog0016.htm.

Недостатком известных усилителей с параллельным управлением является значительный уровень нелинейных и интермодуляционных искажений, недостаточно высокий КПД.A disadvantage of the known amplifiers with parallel control is a significant level of nonlinear and intermodulation distortion, not a high efficiency.

Задача, на решение которой направлено изобретение заключается в снижении нелинейных интермодуляционных и других видов искажений, ограничении их спектра, расширении диапазона входных сигналов и повышении КПД транзисторного усилителя.The problem to which the invention is directed is to reduce non-linear intermodulation and other types of distortion, limit their spectrum, expand the range of input signals and increase the efficiency of the transistor amplifier.

Поставленная задача решается за счет того, что в усилителе класса А с параллельным управлением, содержащем два одинаковых транзистора, резистор, включенный между коллектором нижнего транзистора и эмиттером верхнего транзистора, а также источник напряжения, включенный между коллектором нижнего транзистора и базой верхнего транзистора, резистор, включенный между коллектором нижнего транзистора и эмиттером верхнего транзистора, заменен двухполюсником, для которого функция, выражающая зависимость между током и падением напряжения, является обратной по отношению к функции, выражающей передаточную характеристику входное напряжение - ток коллектора нижнего транзистора.The problem is solved due to the fact that in the class A amplifier with parallel control containing two identical transistors, a resistor connected between the collector of the lower transistor and the emitter of the upper transistor, as well as a voltage source connected between the collector of the lower transistor and the base of the upper transistor, the resistor, included between the collector of the lower transistor and the emitter of the upper transistor, replaced by a two-terminal device, for which the function expressing the relationship between current and voltage drop is tsya inverse of the function expressing the transfer characteristic of input voltage - current collector of the lower transistor.

Двухполюсник, имеющий необходимую зависимость ток-падение напряжения, содержит транзистор, идентичный используемым в усилителе транзисторам, между коллектором и базой которого включен дополнительный источник напряжения, величина и полярность которого обеспечивает работу транзистора двухполюсника на прямолинейном участке выходной характеристики.A two-terminal device having the necessary current-voltage drop dependence contains a transistor identical to the transistors used in the amplifier, between the collector and the base of which an additional voltage source is connected, the magnitude and polarity of which ensures the operation of the two-terminal transistor in a straight section of the output characteristic.

Усилитель может быть выполнен на полевых транзисторах с изолированным затвором.The amplifier can be made on field-effect transistors with an insulated gate.

Усилитель может быть выполнен на полевых транзисторах с р-n переходом.The amplifier can be performed on field-effect transistors with a pn junction.

Двухполюсник может быть составлен из одной или нескольких параллельно включенных цепочек, каждая из которых содержит один или несколько диодов и резистор, которые включены последовательно, причем результирующая характеристика ток-напряжение такого двухполюсника близка к обратной функции, выражающей передаточную характеристику входного транзистора. Этот подход выражает идею кусочной аппроксимации требуемой нелинейной характеристики.A two-terminal can be composed of one or more parallel-connected circuits, each of which contains one or more diodes and a resistor, which are connected in series, and the resulting current-voltage characteristic of such a two-terminal is close to the inverse function expressing the transfer characteristic of the input transistor. This approach expresses the idea of piecewise approximation of the required nonlinear characteristic.

Для оптимизации работы усилителя при малых токах покоя параллельно двухполюснику включается резистор относительно большой величины, который изменяет только начальный участок характеристики ток - напряжение двухполюсника.To optimize the operation of the amplifier at low quiescent currents, a relatively large resistor is switched on in parallel with the bipolar, which changes only the initial part of the current – voltage bipolar characteristic.

Для снижения нелинейных искажений и повышения КПД в усилитель вводится цепь отрицательной обратной связи, охватывающая преимущественно и предварительный усилитель.To reduce non-linear distortions and increase efficiency, a negative feedback circuit is introduced into the amplifier, covering mainly the preamplifier.

Для повышения энергетической эффективности усилитель переводится в режим работы, отличный от режима А, который характеризуется отсечкой тока верхнего транзистора.To increase energy efficiency, the amplifier is switched to an operation mode different from mode A, which is characterized by a cutoff of the current of the upper transistor.

Достигаемый технический результат заключается в уменьшении нелинейных интермодуляционных и других видов искажений, ограничении их спектра, расширении диапазона входных сигналов, повышении КПД усилителя.The technical result achieved is to reduce nonlinear intermodulation and other types of distortion, limit their spectrum, expand the range of input signals, increase the efficiency of the amplifier.

Изобретение поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:

На фиг.1 - электрическая схема усилителя на биполярных транзисторах.Figure 1 - electrical circuit of the amplifier on bipolar transistors.

На фиг.2 - электрическая схема усилителя на полевых транзисторах с изолированным затвором (MOSFET).Figure 2 - electrical circuit of an amplifier for field effect transistors with an insulated gate (MOSFET).

На фиг.3 - графики зависимости падения напряжения на транзисторе двухполюсника и резисторах с разным сопротивлением (RA<Rb) от входного напряжения усилителя.Figure 3 - graphs of the voltage drop across the two-terminal transistor and resistors with different resistance (RA <Rb) from the input voltage of the amplifier.

На фиг.4 - графики зависимости управляющего напряжения верхнего транзистора от входного напряжения усилителя.Figure 4 - graphs of the dependence of the control voltage of the upper transistor on the input voltage of the amplifier.

На фиг.5 - графики токов транзисторов и выходного тока усилителя.Figure 5 - graphs of the currents of the transistors and the output current of the amplifier.

На фиг.6 - графики напряжений и токов в усилителе для режима А при синусоидальном входном воздействии.6 is a graph of voltages and currents in the amplifier for mode A with a sinusoidal input.

На фиг.7 - графики напряжений и токов в усилителе для режима, отличного от режима А при синусоидальном входном воздействии.7 is a graph of voltages and currents in the amplifier for a mode other than mode A with a sinusoidal input.

Усилитель с последовательным управлением содержит нижний транзистор 1, верхний транзистор 2, двухполюсник на транзисторе 3, источник постоянного напряжения 4 (фиг.1), причем коллектор нижнего транзистора 1 соединен с эмиттером транзистора двухполюсника 3, между коллектором и базой транзистора 3 включен дополнительный источник напряжения 5, коллектор транзистора 3 соединен с эмиттером верхнего транзистора 2, между коллектором транзистора 1 и базой транзистора 2 включен источник постоянного напряжения 4, входной сигнал подается на базу нижнего транзистора 1, а выходной сигнал снимается с эмиттера верхнего транзистора 2. Двухполюсник, состоящий из транзистора 3 и источника напряжения 5, выделенный штриховой линией, имеет характеристику ток - падение напряжения, близкую к функции, обратной по отношению к передаточной характеристике транзистора 1.The amplifier with sequential control contains a lower transistor 1, an upper transistor 2, a two-terminal on the transistor 3, a constant voltage source 4 (Fig. 1), the collector of the lower transistor 1 being connected to the emitter of a two-terminal 3 transistor, an additional voltage source connected between the collector and the base of the transistor 3 5, the collector of transistor 3 is connected to the emitter of the upper transistor 2, between the collector of transistor 1 and the base of transistor 2 a constant voltage source 4 is turned on, an input signal is supplied to the base of the lower transistor 1, and the output signal is taken from the emitter of the upper transistor 2. The two-terminal device, consisting of transistor 3 and voltage source 5, highlighted by a dashed line, has a current-voltage drop characteristic close to the function inverse to the transfer characteristic of transistor 1.

Двухполюсник на транзисторе 3 заменяется одной или несколькими параллельно включенными диодно-резисторными цепочками, дающими суммарную характеристику ток - напряжение, близкую к функции, являющейся обратной по отношению к передаточной функции транзистора 1.The two-terminal device on transistor 3 is replaced by one or several parallel-connected diode-resistor circuits giving a total current-voltage characteristic close to a function that is inverse to the transfer function of transistor 1.

Для улучшения работы усилителя при малых токах покоя параллельно двухполюснику включен резистор 6 относительно большой величины, изменяющий начальный участок характеристики ток - напряжение двухполюсника.To improve the operation of the amplifier at low quiescent currents, a relatively large resistor 6 is included in parallel with the bipolar, which changes the initial portion of the current – voltage bipolar characteristic.

Для достижения более высокой линейности в усилитель вводится цепь отрицательной обратной связи, охватывающая преимущественно и предварительный усилитель.To achieve higher linearity, a negative feedback circuit is introduced into the amplifier, covering mainly the preamplifier.

Усилитель для повышения КПД переводится в режим, отличный от режима класса А, с отсечкой тока транзистора 2.The amplifier to increase the efficiency is transferred to a mode different from the class A mode, with the current cutoff of the transistor 2.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Варианты усилителя, выполненные на биполярных транзисторах и на полевых транзисторах, не имеют существенных отличий в работе. Дальнейшее описание относится к усилителю на полевых транзисторах с изолированным затвором (MOSFET). Усилитель на полевых транзисторах с изолированным затвором (фиг.2) имеет топологию, аналогичную изображенной на фиг.1.The amplifier options made on bipolar transistors and field effect transistors do not have significant differences in operation. The following description relates to an insulated gate field effect transistor amplifier (MOSFET). The amplifier with field-effect transistors with an isolated gate (figure 2) has a topology similar to that shown in figure 1.

Дополнительный источник напряжения 5 исключен. Для улучшения работы усилителя при малых токах покоя параллельно двухполюснику включен резистор 6 относительно большого номинала, так, что его включение изменяет только начальный участок характеристики ток - падение напряжения двухполюсника (штрихпунктирная линия на фиг.3).An additional voltage source 5 is excluded. To improve the operation of the amplifier at low quiescent currents, a relatively large nominal resistor 6 is connected in parallel with the bipolar, so that its inclusion only changes the initial portion of the current-voltage characteristic of the bipolar voltage drop (dash-dot line in Fig. 3).

Режим работы усилителя определяется входным напряжением U0 и током покоя 10. Этот режим определяется величиной напряжения источника 4. Управляющее напряжение транзистора 2 равно разности напряжения источника 4 и падения напряжения на транзисторе 3. Падение напряжения на транзисторе 3 является функцией тока стока транзистора 1. Зависимость тока стока от напряжения затвор-исток для полевых транзисторов не является линейной, на активном участке передаточной характеристики эта зависимость во многих случаях близка к квадратичной. В случае использования вместо транзистора 3 резистора, как в прототипе, управляющее напряжение транзистора 2 также будет иметь квадратичную составляющую, наличие которой приводит к дополнительным искажениям и ограничению тока, который транзистор 2 может отдать в нагрузку.The mode of operation of the amplifier is determined by the input voltage U0 and the quiescent current 10. This mode is determined by the voltage of the source 4. The control voltage of the transistor 2 is equal to the difference between the voltage of the source 4 and the voltage drop across the transistor 3. The voltage drop across the transistor 3 is a function of the drain current of transistor 1. Current dependence The drain on the gate-source voltage for field-effect transistors is not linear, in the active section of the transfer characteristic, this dependence is in many cases close to quadratic. In the case of using a resistor instead of transistor 3, as in the prototype, the control voltage of transistor 2 will also have a quadratic component, the presence of which leads to additional distortion and limitation of the current that transistor 2 can give to the load.

На графиках фиг.3 приведены зависимости падения напряжения на резисторах разной величины (Ra<Rb) и транзисторе 3, от входного напряжения усилителя. График, соответствующий транзистору 3 сдвинут по вертикальной оси на величину напряжения отсечки транзистора 3, так как при протекании тока через полевой транзистор напряжение на его затворе не может быть меньше, чем напряжение отсечки. Ток, протекающий через резистор 6, изменяет начальный участок графика. Сдвиг характеристики ток - напряжение обеспечивает запас по напряжению управления верхнего транзистора 2, что необходимо для нормальной работы усилителя при малых токах покоя.The graphs of figure 3 show the dependence of the voltage drop across resistors of different sizes (R a <R b ) and transistor 3, on the input voltage of the amplifier. The graph corresponding to the transistor 3 is shifted along the vertical axis by the cut-off voltage of the transistor 3, since when the current flows through the field-effect transistor, the voltage at its gate cannot be less than the cut-off voltage. The current flowing through the resistor 6, changes the initial plot. The shift of the current-voltage characteristics provides a margin for the control voltage of the upper transistor 2, which is necessary for the normal operation of the amplifier at low quiescent currents.

На фиг.4 приведены зависимости управляющего напряжения транзистора 2 от входного напряжения для двух разных резисторов (Ra<Rb) и транзистора 3. Все три кривые для наглядности проходят через точку Р, это достигается выбором величины напряжения источника 4. В случае применения резисторов в точках А и В происходит запирание (отсечка тока) транзистора 2, а точками А1 и В1 ограничивается максимальное управляющее напряжение транзистора 2. В случае применения транзистора 3 управляющее напряжение транзистора 2 зависит от входного напряжения линейно (с отрицательным наклоном), а диапазон линейно усиливаемых входных сигналов максимальный.Figure 4 shows the dependence of the control voltage of transistor 2 on the input voltage for two different resistors (R a <R b ) and transistor 3. All three curves pass through point P for clarity, this is achieved by choosing the voltage value of source 4. In the case of resistors at points A and B, the transistor 2 is locked (current cutoff), and the maximum control voltage of transistor 2 is limited by points A1 and B1. If transistor 3 is used, the control voltage of transistor 2 depends linearly on the input voltage ( negative slope), and the range of the amplified input signals are linearly maximum.

Ток стока полевых транзисторов мало зависит от напряжения затвор-исток. Поэтому зависимости тока стока транзистора 1 Il=f(Uвх) и падения напряжения на транзисторе 3 I1=φ(I1) являются взаимно обратными функциями. Вследствие этого U3=Uвх. График для транзистора 3 на фиг.3 и фиг.4 является прямой линией.The drain current of field-effect transistors is little dependent on the gate-source voltage. Therefore, the dependences of the drain current of the transistor 1 Il = f (U I ) and the voltage drop across the transistor 3 I1 = φ (I1) are mutually inverse functions. As a result, U3 = U in . The graph for transistor 3 in FIG. 3 and FIG. 4 is a straight line.

В случае одинаковых передаточных характеристик всех транзисторов усилителя, близких к квадратичной, зависимость тока нагрузки, равного разности токов транзисторов 1 и 2 от приращения входного сигнала, является линейной:In the case of identical transfer characteristics of all amplifier transistors close to quadratic, the dependence of the load current equal to the difference between the currents of transistors 1 and 2 on the increment of the input signal is linear:

Iвых=I(U0+ΔU)- I(U0+ΔU)=2AΔU.I oout = I (U 0 + ΔU) - I (U 0 + ΔU) = 2AΔU.

Здесь коэффициент А зависит от крутизны передаточной характеристики используемых транзисторов. Данная линейная зависимость сохраняется во всем диапазоне рабочих температур усилителя при условии равенства температур кристаллов транзисторов.Here, coefficient A depends on the steepness of the transfer characteristic of the transistors used. This linear relationship is maintained over the entire range of operating temperatures of the amplifier, provided that the temperature of the crystals of the transistors is equal.

Распределение токов в усилителе показано на фиг.5. Здесь показаны графики токов транзисторов 1 и 2 (11, 12) и выходного тока усилителя (Iвых). Из графиков фиг.5 и расчетов следует, что максимальный выходной ток усилителя в линейном режиме класса А равен четырехкратному току покоя. При синусоидальном входном сигнале максимальный КПД усилителя в этом режиме теоретически равен 66,6%.The current distribution in the amplifier is shown in FIG. Shown are the graphs of the currents of transistors 1 and 2 (11, 12) and the output current of the amplifier (I o ). From the graphs of figure 5 and the calculations it follows that the maximum output current of the amplifier in the linear mode of class A is equal to four times the quiescent current. With a sinusoidal input signal, the maximum amplifier efficiency in this mode is theoretically equal to 66.6%.

Для достижения более высоких значений КПД усилитель переводится в режим работы, отличный от режима класса А. В этом режиме транзистор 1 работает без отсечки тока, а транзистор 2 входит в режим отсечки плавно. Гармоники высших порядков в выходном токе при этом незначительны. Для работы в этом режиме в усилитель должна быть введена цепь отрицательной обратной связи, которая преимущественно охватывает и предварительный усилитель.To achieve higher values of efficiency, the amplifier is switched to an operation mode other than class A. In this mode, transistor 1 operates without current cutoff, and transistor 2 enters cutoff mode smoothly. Harmonics of higher orders in the output current are negligible. To operate in this mode, a negative feedback circuit must be introduced into the amplifier, which mainly covers the preamplifier.

На фиг.3 напряжения U1, U2 и U3 соответствуют максимальной величине напряжения AU, которое при работе усилителя может подаваться на затвор транзистора 2. При напряжении U0, близком к напряжению отсечки транзистора (что соответствует малым токам покоя), напряжения U1 и U2 малы, поэтому ток, который может отдать в нагрузку верхний транзистор 2, тоже мал. Следовательно, усилитель - прототип в режиме малых токов покоя работать не может даже при наличии обратной связи. Усилитель с двухполюсником на транзисторе 3 при наличии обратной связи работоспособен даже при токе покоя, который соответствует участку характеристики, обозначенному на фиг.3 штриховой линией.In Fig. 3, the voltages U1, U2, and U3 correspond to the maximum value of the voltage AU, which during operation of the amplifier can be applied to the gate of the transistor 2. At a voltage U0 close to the cutoff voltage of the transistor (which corresponds to low quiescent currents), the voltages U1 and U2 are small, therefore, the current that the upper transistor 2 can deliver to the load is also small. Therefore, the amplifier - prototype in the mode of low quiescent currents cannot work even in the presence of feedback. The amplifier with a two-terminal on the transistor 3 in the presence of feedback is operable even at a quiescent current, which corresponds to the portion of the characteristic indicated by a dashed line in Fig. 3.

Графики напряжений и токов в усилителе при синусоидальном входном воздействии для режима класса А приведены на фиг.6:Graphs of voltages and currents in the amplifier with a sinusoidal input for class A mode are shown in Fig.6:

А - входное напряжение усилителя;A is the input voltage of the amplifier;

В - ток стока транзистора 1;In - drain current of the transistor 1;

С - ток стока транзистора 2;C is the drain current of transistor 2;

D - выходное напряжение усилителя при сопротивлении нагрузки равном 8 Ом.D is the output voltage of the amplifier with a load resistance of 8 ohms.

Графики напряжений и токов в усилителе при синусоидальном входном сигнале для режима отличного от режима А приведены на фиг.7: Graphs of voltages and currents in the amplifier with a sinusoidal input signal for a mode other than mode A are shown in Fig.7:

А - входное напряжение усилителя;A is the input voltage of the amplifier;

В - ток стока транзистора 1;In - drain current of the transistor 1;

С - ток стока транзистора 2;C is the drain current of transistor 2;

D - выходное напряжение усилителя при сопротивление нагрузки, равном 8 Ом.D is the output voltage of the amplifier with a load resistance of 8 ohms.

На графиках В и С (фиг.6 и фиг.7) вся шкала по вертикали соответствует току 3 А. Шкала по горизонтали соответствует 100 микросекундам. Графики фиг.6 и фиг.7 для достижения точности построены с помощью симулятора.In graphs B and C (Fig.6 and Fig.7), the entire scale vertically corresponds to a current of 3 A. The horizontal scale corresponds to 100 microseconds. The graphs of Fig.6 and Fig.7 to achieve accuracy built using a simulator.

Из графиков фиг.7 следует, что при работе усилителя в режиме, отличном от режима А, входной сигнал отличается от синусоидального. Эти предыскажения возникают автоматически при введении отрицательной обратной связи, охватывающей преимущественно и предварительный усилитель. В данном случае наличие предыскажений сигнала, поступающего на затвор входного транзистора 1, является необходимым для нормальной работы усилителя. Графики напряжений в характерных точках усилителя и токов транзисторов 1 и 2, а также их первые производные по времени не имеют разрывов. Поэтому переходные искажения в усилителе отсутствуют.From the graphs of Fig.7 it follows that when the amplifier is in mode other than mode A, the input signal is different from sinusoidal. These predistortions occur automatically with the introduction of negative feedback, covering mainly the preamplifier. In this case, the presence of pre-emphasis of the signal supplied to the gate of the input transistor 1 is necessary for the normal operation of the amplifier. The voltage graphs at the characteristic points of the amplifier and the currents of transistors 1 and 2, as well as their first time derivatives, do not have gaps. Therefore, there is no transient distortion in the amplifier.

Таким образом, заявленная схема усилителя позволяет уменьшить нелинейные и интермодуляционные искажения, ограничить спектр искажений преимущественно низшими гармониками, расширить динамический диапазон входных сигналов, повысить энергетическую эффективность усилителя.Thus, the claimed amplifier circuit allows one to reduce nonlinear and intermodulation distortions, limit the distortion spectrum mainly to lower harmonics, expand the dynamic range of input signals, and increase the energy efficiency of the amplifier.

Claims (5)

1. Транзисторный усилитель с параллельным управлением, содержащий два одинаковых биполярных транзистора или два одинаковых полевых транзистора с изолированным затвором или два одинаковых полевых транзистора с p-n переходом, включенных по питанию последовательно, и источник напряжения смещения, включенный между коллектором (стоком) нижнего транзистора и базой (затвором) верхнего транзистора, причем входной сигнал подается на базу (затвор) нижнего транзистора, а нагрузка подключается к эмиттеру (истоку) верхнего транзистора, отличающийся тем, что между коллектором (стоком) нижнего транзистора и эмиттером (истоком) верхнего транзистора включен двухполюсник, для которого функция, выражающая зависимость между током и падением напряжения, является обратной по отношению к функции, выражающей зависимость между входным напряжением и током коллектора (стока) нижнего транзистора.1. A transistor amplifier with parallel control, containing two identical bipolar transistors or two identical field effect transistors with an isolated gate or two identical field effect transistors with a pn junction, connected in series with the power supply, and a bias voltage source connected between the collector (drain) of the lower transistor and the base (gate) of the upper transistor, and the input signal is supplied to the base (gate) of the lower transistor, and the load is connected to the emitter (source) of the upper transistor, characterized in that a two-terminal device is connected between the collector (drain) of the lower transistor and the emitter (source) of the upper transistor, for which the function expressing the relationship between current and voltage drop is inverse to the function expressing the relationship between the input voltage and collector current (drain) lower transistor. 2. Усилитель по п.1, отличающийся тем, что двухполюсник представляет собой транзистор, идентичный двум другим транзисторам усилителя, между коллектором (стоком) и базой (затвором) которого включен дополнительный источник напряжения смещения, величина и полярность которого обеспечивают работу транзистора двухполюсника на активном участке выходной вольт-амперной характеристики, а выводами двухполюсника являются эмиттер (исток) и коллектор (сток) транзистора.2. The amplifier according to claim 1, characterized in that the two-terminal device is a transistor identical to the other two amplifier transistors, between the collector (drain) and the base (gate) of which an additional bias voltage source is connected, the magnitude and polarity of which ensures the operation of the two-terminal transistor on the active plot of the output current-voltage characteristics, and the outputs of the two-terminal are the emitter (source) and collector (drain) of the transistor. 3. Усилитель по п.1, отличающийся тем, что двухполюсник представляет собой транзистор, идентичный двум другим транзисторам усилителя, между коллектором (стоком) и базой (затвором) которого включен дополнительный источник напряжения смещения, обеспечивающий работу транзистора на активном участке выходной вольт-амперной характеристики, между эмиттером (истоком) и коллектором (стоком) транзистора включен резистор, который оказывает существенное влияние только на начальный участок характеристики ток - падение напряжения двухполюсника, а выводами двухполюсника являются эмиттер (исток) и коллектор (сток) транзистора.3. The amplifier according to claim 1, characterized in that the two-terminal network is a transistor identical to the other two transistors of the amplifier, between the collector (drain) and the base (gate) of which an additional bias voltage source is switched on, which ensures the operation of the transistor in the active section of the output voltage-current characteristics, a resistor is connected between the emitter (source) and the collector (drain) of the transistor, which has a significant effect only on the initial part of the current characteristic - the voltage drop of the two-terminal network, and you odes bipole are emitter (source) and a collector (drain) of the transistor. 4. Усилитель по п.1, отличающийся тем, что двухполюсник представляет собой одну или несколько параллельно включенных цепочек, каждая из которых состоит из одного или нескольких последовательно включенных в прямом направлении диодов и резистора, причем их суммарная характеристика ток - падение напряжения аппроксимирует функцию, обратную по отношению к функции, выражающей зависимость между входным напряжением и током коллектора (стока) нижнего транзистора.4. The amplifier according to claim 1, characterized in that the two-terminal network consists of one or more parallel-connected circuits, each of which consists of one or more diodes and a resistor connected in series in the forward direction, and their total current-voltage drop characteristic approximates the function, inverse to the function expressing the relationship between the input voltage and the collector current (drain) of the lower transistor. 5. Усилитель по п.2 или 3, отличающийся тем, что в нем напряжение дополнительного источника напряжения смещения, включенного между стоком (коллектором) и затвором (базой) транзистора, образующего двухполюсник, равно нулю, т.е. затвор (база) этого транзистора соединен с его стоком (коллектором). 5. The amplifier according to claim 2 or 3, characterized in that in it the voltage of an additional bias voltage source connected between the drain (collector) and the gate (base) of the transistor forming a two-terminal device is zero, i.e. the gate (base) of this transistor is connected to its drain (collector).
RU2013119353/08A 2013-04-25 2013-04-25 Transistor amplifier with parallel control RU2546066C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013119353/08A RU2546066C2 (en) 2013-04-25 2013-04-25 Transistor amplifier with parallel control

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013119353/08A RU2546066C2 (en) 2013-04-25 2013-04-25 Transistor amplifier with parallel control

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013119353A RU2013119353A (en) 2014-10-27
RU2546066C2 true RU2546066C2 (en) 2015-04-10

Family

ID=53296681

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013119353/08A RU2546066C2 (en) 2013-04-25 2013-04-25 Transistor amplifier with parallel control

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2546066C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU388267A1 (en) * 1971-04-05 1973-06-22
RU2019070C1 (en) * 1991-05-17 1994-08-30 Научно-производственное объединение автоматики и приборостроения Transistor amplifier
RU84649U1 (en) * 2008-12-19 2009-07-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ) TRANSISTOR POWER AMPLIFIER
RU98300U1 (en) * 2010-04-12 2010-10-10 Алексей Владимирович Рябоконь POWER AMPLIFIER PROTECTION DEVICE
RU2465719C1 (en) * 2011-06-16 2012-10-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ) Transistor-based power amplifier of radio transmitter

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU388267A1 (en) * 1971-04-05 1973-06-22
RU2019070C1 (en) * 1991-05-17 1994-08-30 Научно-производственное объединение автоматики и приборостроения Transistor amplifier
RU84649U1 (en) * 2008-12-19 2009-07-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ) TRANSISTOR POWER AMPLIFIER
RU98300U1 (en) * 2010-04-12 2010-10-10 Алексей Владимирович Рябоконь POWER AMPLIFIER PROTECTION DEVICE
RU2465719C1 (en) * 2011-06-16 2012-10-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ) Transistor-based power amplifier of radio transmitter

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013119353A (en) 2014-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5101741B2 (en) Semiconductor device and inverter, converter and power conversion device using the same
JP4800371B2 (en) Range switching circuit
CN102298412B (en) Current generation circuit and reference voltage circuit using the same
DE102017122765A1 (en) SYSTEM AND METHOD FOR A DETECTOR FOR TOO HIGH PERFORMANCE
CN105573391B (en) Open-circuit voltage control circuit and its open-circuit voltage control method of sun battle array simulator
JP2010085384A5 (en)
JP5839319B2 (en) Current / voltage conversion circuit
CN114362487A (en) Active current-sharing driving control circuit of parallel power device
CN103729012B (en) A kind of high pressure resistant circuit and high pressure resistant constant-current source circuit
RU2546066C2 (en) Transistor amplifier with parallel control
Ahmed et al. Analog Electronic Circuits: Principles and Fundamentals
JP2019097165A (en) Amplifier output stage with high speed and high voltage using linear or class d topology
US9429629B1 (en) Electronic loads
RU2523947C1 (en) Output stage of power amplifier based on complementary transistors
JP6185032B2 (en) Semiconductor device and inverter, converter and power conversion device using the same
JP2007315980A (en) Current/voltage conversion circuit
RU2439780C1 (en) Cascode differential amplifier
CN103138704B (en) It is suitable for the voltage control variable resistor of big scale signal application
Rose et al. Driving LED in a nanosecond regime by a fast operational amplifier
JP2017519437A (en) Class AB amplifier with bias control
RU2736085C1 (en) Multichannel converter of differential voltage into paraphrase output currents on complementary field transistors with control p-n junction
CN219514059U (en) PIN diode drive control circuit
Yu et al. Modeling and design of a monolithically integrated power converter on SiC
Ivanov et al. Reducing Energy Losses in Realising MOSFET Control by an Active du/dt Feedback Driver
Zaitsev et al. Electronic Load based on FET-transistor

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180426

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20190513

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200426