SU1170583A2 - Amplifier with overload protection - Google Patents
Amplifier with overload protection Download PDFInfo
- Publication number
- SU1170583A2 SU1170583A2 SU833608177A SU3608177A SU1170583A2 SU 1170583 A2 SU1170583 A2 SU 1170583A2 SU 833608177 A SU833608177 A SU 833608177A SU 3608177 A SU3608177 A SU 3608177A SU 1170583 A2 SU1170583 A2 SU 1170583A2
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- amplifier
- diode
- input
- capacitor
- diodes
- Prior art date
Links
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Abstract
УСИЛИТЕЛЬ С ЗАЩИТОЙ ОТ ПЕРЕГРУЗКИ по авт. св. 1 708491, отличающийс тем, что, с целью повьшени коэффициента усилени при одновременном .повышении быстродействи и надежности, в него введен дополнительный резисторj включенный между точкой соединени диодов и точкой соединени конденсатора с источником сигнала. 9 0/3 .§ gt: D СП 00 со I to U г :I -0-ЬAMPLIFIER WITH OVERLOAD PROTECTION by author. St. 1 708491, characterized in that, in order to increase the gain while at the same time increasing its speed and reliability, an additional resistor is inserted in it connected between the point of connection of the diodes and the point of connection of the capacitor with the signal source. 9 0/3. § gt: D СП 00 from I to U g: I -0-b
Description
1 Изобретение относитс к.импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники. Наиболее близким к предлагаемому вл етс усилитель с защитой от, пере грузки, содержащий два последователь но соединенных каскада на транзисторах разных типов проводимости, включенных по схеме с общим эмиттером, а также два последовательно соединен ных диода, включенных навстречу друг другу между базой входного и коллектором выходного транзисторов, конден сатор, один вьшод которого соединен с базой входного транзистора, а другой - с источником сигнала и местом соединени диодов. Дл обеспечени нормальной работы такого усилител в момент подачи входного включающего сигнала должно выполн тьс условие (t) - падение напр жени на переходе база-эмиттер . входного Транзистора; U(t) - напр жение на конденсаторе; пороговое напр жение защитного диода. При этом оказываетс , что дл выполнени такого услови на практике в качестве защитного диода необходимо включить последовательно несколько реальных диодов (два-три). Поскольку дл нормальной работы усилител в режиме к.з. его вьгхода необходимо вьтолнить другой условие пр мое падение напр же ни на защитном диоде при протекании через него входного тока уси лител ; пороговое напр жение базового диода; пороговое напр жение перехода .база-эмиттер входного транзистора, при котором он начинает включатьс . В качестве базового диода приходитьс включать последовательно также несколько (четыре-шесть) реальных дио дов. Значительное количество диодов7 включенных в базовой цепи входного транзистора усилител , снижает коэффициент усилени усилител вследствие увеличени порогового напр жени 832 его входной цепи, а общее суммарное число диодов, с помощью которых в усилителе реализуютс , функции базового и защитного диодов, составл ет шесть-дес ть штук, что существенно увеличивает число электрорадиоэлементов (ЭРЭ) в усилителе, содержащем кроме этих диодов дополнительно только 7 ЭРЭ, и снижает его надежность. Кроме того, конденсатор такого усилител в паузе между входными сиг налами должен успеть разр дитьс до напр жени практически близкого к нулю. Однако на конечном этапе разр д кондесатора происходит через базовый диод усилител при пр мом напр жении на этом диоде меньшем порогового , т.е. через большое .пр мое сопротивление диода, увеличивающеес в процессе разр да кондесатора от дес тков кОм до 10 Ом и более. Это обусловливает значительную величину времени восстановлени исходного состо ни усилител , следовательно, снижает максимальную частоту следовани сигнала, который может быть отрабо -тан усилителем, т.е. уменьшает быстродействие усилител . Недостатком такого усилител вл ютс его невысокий коэффициент усилени , низкие надежность и быстродействие . Цель изобретени - повьш1ение коэффициента усилени при одновременном повышении быстродействи и надежности усилител . На фиг. 1 приведена принципиальна электрическа схема усилител ; на фиг. 2 - эпюры, по сн ющие его работу. Усилитель содержит два последовательно соединенных каскада на транзисторах 1 и 2 разного типа проводимости , включенных по схеме с общим эмиттером, а также два последовательно соединенных диода 3 и 4. включенных навстречу друг другу между базой входного транзистора 1 и выходом устройства , конденсатор 5, один вывод которого соединен с базой входного транзистора 1, а другой - с источником сигнала, дополнительный резистор 6, включенный между точкой соединени диодов и точкой соединени конденсатора с источником сигнала, резисторы 7-11, включенные дл обеспечени Tpe6yeMofo режима работы, вход ную и выходную клеммы 12 и 13, нагрузку 14.1 The invention relates to a pulsed technique and can be used in automation and computing devices. Closest to the proposed is an amplifier with protection against overload, containing two series-connected cascades on transistors of different types of conductivity connected according to a common emitter circuit, as well as two series-connected diodes connected opposite to each other between the input base and the collector an output transistor, a capacitor, one of the outputs of which is connected to the base of the input transistor, and the other to the signal source and the point of connection of the diodes. In order to ensure the normal operation of such an amplifier, at the moment of input of the input signal, the condition (t) must be met - the voltage drop at the base-emitter junction. input transistor; U (t) is the voltage across the capacitor; threshold voltage of the protective diode. In this case, it turns out that in order to fulfill such a condition in practice, several real diodes must be connected in series as a protective diode (two-three). Since for normal operation of the amplifier in k.z. its input must be accomplished by another condition of the direct fall, for example, on the protective diode when the input current of the amplifier is flowing through it; threshold voltage of the base diode; The threshold voltage of the transition. The base-emitter of the input transistor at which it begins to turn on. As a base diode, it is necessary to include in series also several (four to six) real diodes. A significant number of diodes7 included in the base circuit of the input transistor of the amplifier reduces the gain of the amplifier due to an increase in the threshold voltage 832 of its input circuit, and the total total number of diodes with which the amplifier and the protective diodes are implemented in the amplifier is six to ten pieces, which significantly increases the number of radio-radio elements (ERE) in the amplifier, which contains in addition to these diodes only an additional 7 ERE, and reduces its reliability. In addition, the capacitor of such an amplifier in the pause between the input signals must have time to discharge to a voltage almost close to zero. However, at the final stage, the discharge of the capacitor occurs through the base diode of the amplifier with a direct voltage across this diode of a lower threshold, i.e. through a large dp. resistance of the diode, increasing in the process of discharge of a condenser from ten kΩ to 10 ohms or more. This results in a significant amount of recovery time of the initial state of the amplifier, therefore, reduces the maximum frequency of the signal that can be rationally amplified, i.e. reduces amplifier performance. The disadvantage of such an amplifier is its low gain, low reliability and performance. The purpose of the invention is to increase the gain while enhancing the speed and reliability of the amplifier. FIG. 1 shows a circuit diagram of an amplifier; in fig. 2 - plots showing his work. The amplifier contains two series-connected cascades on transistors 1 and 2 of different types of conductivity connected according to a common emitter circuit, as well as two series-connected diodes 3 and 4. connected opposite to each other between the base of the input transistor 1 and the output of the device, a capacitor 5, one output which is connected to the base of the input transistor 1, and the other to the signal source, an additional resistor 6 connected between the diode connection point and the connection point of the capacitor to the signal source, resistors 7-11, turn on nye to provide Tpe6yeMofo mode, hydrochloric input and output terminals 12 and 13, the load 14.
3131
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
При отсутствий на клемме 12 входного сигнала транзисторы 1 и 2 закрыты , нагрузка 14 и резистор 7 обесточены . Если на вход подано напр жение Ug заданной величины (фиг, 26), транзисторы 1 и 2 включены и насыщены , в нагрузку 14 подаетс напр жениеWith no input terminal 12, the transistors 1 and 2 are closed, the load 14 and the resistor 7 are de-energized. If a voltage Ug is applied to the input of a given value (FIG. 26), the transistors 1 and 2 are turned on and saturated, the voltage is applied to the load 14
и ,. Е-5дЛ. ..and E-5dL. ..
вык - R + Roff - R + R
где Е - напр жение питани усилител ;where E is the supply voltage of the amplifier;
- сопротивление нагрузки 14; R - сопротивление резистора 7 (обычно R гораздо меньше - load resistance 14; R is the resistance of the resistor 7 (usually R is much less
R,, ).R ,,).
При этом диод 4 смещен в обратном направлении выходньм напр жением вь(х (фиг. 2г) усилител и на работу схемы практически не вли ет.At the same time, diode 4 is displaced in the opposite direction by the output voltage vb (x (Fig. 2d) of the amplifier and practically does not affect the operation of the circuit.
В момент подачи на клемму 12 включающего сигнала Ug от источника сигнала отбираетс ток (фиг. 2в).At the moment when the switching signal Ug is applied to terminal 12, a current is taken from the signal source (Fig. 2c).
Uix.I.y.,Uix.I.y.,
R.«R. "
ихtheir
и - падение напр жени на пе реходе база-эмиттер транзистора 1;and - voltage drop at the base-emitter junction of transistor 1;
R - сопротивление резистора 10,R is the resistance of the resistor 10,
ем в нагрузку 14 через резистор диод 4 ответвл етс часть тока (фиг. 2д) равна Ie load 14 through a resistor, the diode 4 branches part of the current (Fig. 2e) is equal to
i i
R.. R ..
где и.(t) - напр жение на конденсатоIре 5;where and. (t) is the voltage across the capacitor 5;
и - пр мое падение напр жени на защитном диоде 4; Rg - сопротивление резистора 6 Выбором сопротивлени резистора 6 нетрудно выполнить условие i « i . Тогда независимо от величины нагрузки 14 практически весь входной токand - direct voltage drop across the protective diode 4; Rg is the resistance of the resistor 6 By choosing the resistance of the resistor 6, it is not difficult to satisfy condition i "i. Then, regardless of the magnitude of the load 14, almost the entire input current
усилител поступает в базовуюthe amplifier enters the base
вхin
цепь входного транзистора 1. Выбором посто нной времени (Rg II R ) Cg , где GS - емкость конденсатора 5, можно обеспечить включение транзисторов 1 и 2 в течение времени зар да конденсатора 5. После включени транзистора 2 диод 4 смещаетс в обратном направлении и потребление тока от входной цепи в нагрузку 14 полностью прекращаетс , После окончани зар да конденсатора 5 усилитель потребл етinput transistor circuit 1. By choosing the time constant (Rg II R) Cg, where GS is the capacitance of capacitor 5, it is possible to turn on transistors 1 and 2 during the charging time of capacitor 5. After turning on transistor 2, diode 4 is shifted in the opposite direction and consumed current from the input circuit to the load 14 is completely stopped. After the end of the charge of the capacitor 5, the amplifier consumes
170583170583
от источника управл ющего сигнала токfrom the control signal source current
иand
- UA, - и,- UA, - and,
L i ii6ii.L i iiii.
R. R,oR. R, o
хx
где и пр мое падение напр жени where and my fall voltage
на базовом диоде 3. Выбором сопротивлени резистора, 10 величина i., задаетс па уровне,on the base diode 3. By selecting the resistance of the resistor, 10, the value of i. is set at the pa level,
рR
достаточном дл удержани усилител sufficient to hold the amplifier
во включенном состо нии.in the on state.
При отключении управл ющего сигнала Ug кондесатор 5 разр жаетс по цепи резистор 6 - диод 3 с посто нной времени f,Cg. При этом дл нормальной работы усилител при егоWhen the control signal Ug is disconnected, the capacitor 5 is discharged across the circuit by a resistor 6 - diode 3 with a constant time f, Cg. At the same time for normal operation of the amplifier with its
повторном включении достаточно, чтобы кондесатор разр дилс до уровн пр мого порогового напр жени диода 3 ,j , т.е. врем восстановлени reclosing is sufficient for the capacitor to discharge to the level of the direct threshold voltage of diode 3, j, i.e. recovery time
0 исходного состо ни усилител может быть оценено величиной 3RCj, где сопротивление R, обычно равно от 10 до 10 Ом. Это сопротивление на несколько пор дков меньше пр мого сопротивлени диода 3 при пр мом напр жении на нем меньшем U,, . ПослеThe initial state 0 of the amplifier can be estimated as 3RCj, where the resistance R is usually 10 to 10 ohms. This resistance is several orders of magnitude less than the direct resistance of diode 3 with a direct voltage across it less than U ,,. After
- ПОР- POR
разр да конденсатора 5 усилитель вновь готов к повторному включению. I capacitor 5 discharge The amplifier is again ready to be switched on again. I
Поскольку включение в схему допол-« нительного резистора 6 позвол :ет практически исключить шунтирование входа усилител нагрузкой 14 в момент подачи входного сигнала, в качестве диода 4 достаточно включить один диод.Since the inclusion of an additional resistor 6 in the circuit makes it possible to virtually eliminate the shunting of the input of the amplifier by the load 14 at the time the input signal is applied, it is sufficient to include one diode as diode 4.
При к.з. нагрузки 14 (R О, фиг. 2а) входной ток усилител замыкаетс через защитный диод 4 и,если 0 величина пр мого падени напр жени на диоде 4 И удовлетвор ет условиюWhen k.z. load 14 (R 0, Fig. 2a), the input current of the amplifier is closed through the protective diode 4 and, if 0, the value of the direct voltage drop across the diode 4 And satisfies the condition
и. tu., - + Ub,and. tu., - + Ub,
....... ВЗ. ....... OT.
А ц пор. . inoPAnd p then. . inoP
где и.where and.
j - пороговое напр жение базового диода 3;j is the threshold voltage of the base diode 3;
иand
- пороговое напр жение- threshold voltage
вэ.ve
перехода база-эмиттер транзистора 1, при котором он начинает включатьс ,the base-emitter junction of transistor 1, at which it starts to turn on,
транзисторы 1 и 2 будут включены все врем , пока выход усилител подключен к короткозамкнутой нагрузке, а на входе присутствует включающий сигнал. Чтобы выполнить указанное условие при включении в качестве защитного диода 4 одного реального диода , на практике достаточно включить в качестве диода 3 последовательно два реальных диода. Таким образом, общее число реальных диодов, вьтолн ющих в таком усилителе функции базового и защитного диодов, не превышает трех, а в базовой цепи вход ного, транзистора усилител включены последовательно только два диода, При подаче включающего сигнала на вхо усилител , работающего на ко роткозамкнутую нагрузку, выходной транзистор 2 работает в режиме импул сной перегрузки по току коллектора (фиг. 2е) в .течение зар да конденсатора 5, Така импульсна перегрузка Транзистора 2 не приводит к выходу его из стро либо к снижению его надежности, если транзистор 2 при этом работает в пределах его допустимых режимов, что обеспечивает с либо включением в цепь коллектора транзистора 2 дополнительного балласт ного резистора 7 (как в примере исполнени схемы усилител ), либо выбо ром типа транзистора 2 и режима его базовой цейи. Таким образом, благодар .включению дополнительного резистора 6 достигаетс резкое снижение шунтирующего вли ни цепи нагрузки усилител на входную цепь усилител в момент подачи включающего входного сигнала. Это позвол ет до минимума уменьшить число диодов, включенных в качестве защитного диода 4 (один диод) и базового диода 3 (не более двух диодов), что не только повьшает надежность усилител вследствие существенного уменьшени общего количества содержащихс в нем электрорадиоэлементов, но и повьппает коэффициент усилени усилител вследствие уменьшени порогового напр жени его входной цепи. Кроме того, включение дополнительного рези тора 6 так измен ет цепи разр да и зар да конденсатора 5, что существенно (на несколько пор дков) снижаетс врем восстановлени исходного состо ни усилител после сн ти входного сигнала. Тем самым повышаетс допустима частота следовани сигнала на входе усилител , т.е. повьшаетс его быстродействие.Transistors 1 and 2 will be turned on for as long as the output of the amplifier is connected to a short-circuited load, and an input signal is present at the input. In order to fulfill the specified condition when one real diode is turned on as a protective diode 4, in practice it is sufficient to include two real diodes as diode 3 in series. Thus, the total number of real diodes carrying out the functions of the basic and protective diodes in such an amplifier does not exceed three, and only two diodes are connected in series in the basic circuit of the input transistor of the amplifier. When applying a switching signal to the input of the amplifier working for short-circuited load, the output transistor 2 operates in the mode of pulsed overload of the collector current (Fig. 2e) in the charge current of the capacitor 5; Such a pulse overload of the Transistor 2 does not cause it to fail or reduce its reliability In this case, if transistor 2 operates within its permissible modes, this ensures with the inclusion of an additional ballast resistor 7 in the collector circuit of transistor 2 (as in the example of the amplifier circuit) or selecting the type of transistor 2 and its baseline mode. Thus, due to the inclusion of an additional resistor 6, a sharp decrease in the shunt effect of the amplifier circuit on the input amplifier circuit is achieved at the time of the application of the input signal. This minimizes the number of diodes included as a protective diode 4 (one diode) and basic diode 3 (no more than two diodes), which not only increases the reliability of the amplifier due to a significant decrease in the total number of electrical radio elements contained in it, but also increases amplification of the amplifier due to a decrease in the threshold voltage of its input circuit. In addition, the inclusion of an additional resistor 6 changes the discharge and charge circuits of the capacitor 5 in such a way that the recovery time of the initial state of the amplifier after the input signal is reduced significantly (by several orders of magnitude). This increases the permissible frequency of the signal at the input of the amplifier, i.e. its speed increases.
//
сwith
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU833608177A SU1170583A2 (en) | 1983-06-17 | 1983-06-17 | Amplifier with overload protection |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU833608177A SU1170583A2 (en) | 1983-06-17 | 1983-06-17 | Amplifier with overload protection |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU708491 Addition |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1170583A2 true SU1170583A2 (en) | 1985-07-30 |
Family
ID=21069427
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU833608177A SU1170583A2 (en) | 1983-06-17 | 1983-06-17 | Amplifier with overload protection |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1170583A2 (en) |
-
1983
- 1983-06-17 SU SU833608177A patent/SU1170583A2/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР 708491, кл. Н 03 F 3/34, 06.01.77. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7158359B2 (en) | Circuit configuration having a semiconductor switch and a protection circuit | |
US4835649A (en) | Self-latching current limiter | |
US4429339A (en) | AC Transistor switch with overcurrent protection | |
US5298797A (en) | Gate charge recovery circuit for gate-driven semiconductor devices | |
US3935527A (en) | Inrush current limit circuit with reset response to lowered input voltage | |
US6356140B1 (en) | Active pullup circuitry for open-drain signals | |
EP0224491A1 (en) | Method and circuit for providing adjustable control of short circuit current through a semiconductor device | |
US4019096A (en) | Current limiting apparatus | |
GB1601999A (en) | Protection circuit for transistorised switch | |
US4421994A (en) | High speed line driver with ground output capability | |
US20110101947A1 (en) | Integrated circuit with dc-dc converter | |
US5257156A (en) | Turn-on transient overcurrent response suppressor | |
US5764088A (en) | Control circuit for an electronic switch, and a switch constituting an application thereof | |
SU1170583A2 (en) | Amplifier with overload protection | |
US4146829A (en) | Battery dissipation limiter circuit | |
WO1993001639A1 (en) | Circuit protection arrangement | |
JPS5814623A (en) | Device for protecting shortcircuit of electric load | |
EP0529448A2 (en) | Field effect transistor protection circuit | |
US5539352A (en) | Low power voltage input circuit with high noise immunity and fast operating time | |
US5606481A (en) | Overvoltage protection for battery powered equipment | |
US6882512B2 (en) | Integrated circuit provided with a protection against electrostatic discharges | |
EP0687067A2 (en) | Short circuit protector for an isolated power MOSFET output stage | |
RU1818672C (en) | Device for control of high-power vehicles with short-circuiting protection | |
SU1741220A1 (en) | Push-pull power amplifier | |
US4718114A (en) | AC overload protective circuit |