SU1693715A1

SU1693715A1 - Differential current amplifier

Info

Publication number: SU1693715A1
Application number: SU894738123A
Authority: SU
Inventors: Далюс Винцентович Баранаускас; Вадим Валерьевич Иванов; Валерий Николаевич Иванов; Витаутас Юргевич Юодвалькис
Original assignee: Институт физики полупроводников АН ЛитССР
Priority date: 1989-09-13
Filing date: 1989-09-13
Publication date: 1991-11-23

Abstract

Изобретение относитс к радиотехнике. Цель изобретени - расширение динамического диапазона передачи тока путем уменьшени входного сопротивлени . Дифференциальный усилитель тока содержит усилительные транзисторы (Т)1 и2,ТЗи4 управлени , резисторы 5 и 6, общую шину 7, источник 8 тока, шину 9 питани , дополнительные Т 10 и 11, а также нагрузочные резисторы 12 и 13. Глубока положительна обратна св зь, создаваема в усилителе тока с помощью Т 1 и 2, делает схему быстродействующей и надежной в работе, а также измен ет наклон нагрузочной кривой вольт-амперной характеристики Т 1 и 2. Это уменьшает входное сопротивление усилител тока, что расшир ет его динамический диапазон. 1 илThe invention relates to radio engineering. The purpose of the invention is to expand the dynamic range of current transfer by reducing the input resistance. The differential current amplifier contains amplifier transistors (T) 1 and 2, control TZi4, resistors 5 and 6, common bus 7, current source 8, power bus 9, additional T 10 and 11, as well as load resistors 12 and 13. Deep positive feedback The bindings created in the current amplifier with T 1 and 2 make the circuit fast and reliable, and also change the slope of the load curve of the current-voltage characteristic T 1 and 2. This reduces the input resistance of the current amplifier, which expands its dynamic range. . 1 silt

Description

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к усилителям тока, и может использоваться в информационно-измерительной технике или других устройствах для точного усиления тока.The invention relates to radio engineering, in particular to current amplifiers, and can be used in information measurement technology or other devices for accurate current amplification.

Цель изобретения - расширение динамического диапазона передачи тока путем уменьшения входного сопротивления.The purpose of the invention is the expansion of the dynamic range of current transmission by reducing the input resistance.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема дифференциального усилителя тока.The drawing shows a circuit diagram of a differential current amplifier.

Дифференциальный усилитель тока содержит два усилительных транзистора 1,2, два транзистора 3 и 4 управления, два резистора 5 и 6, общую шину 7, источник 8 тока, шину 9 питания, два дополнительных транзистора 10 и 11, а также нагрузочные резисторы 12 и 13.The differential current amplifier contains two amplifying transistors 1,2, two control transistors 3 and 4, two resistors 5 and 6, a common bus 7, a current source 8, a power bus 9, two additional transistors 10 and 11, as well as load resistors 12 and 13 .

Дифференциальный усилитель тока рат ботает следующим образом.The differential current amplifier operates as follows.

Для упрощения задачи рассмотрим случай. когда все транзисторы дифференциального усилителя тока выполнены на одном кристалле и имеют одинаковую геометрию, тогда их электрические параметры будут сравнимые.To simplify the problem, consider the case. when all the transistors of the differential current amplifier are made on the same chip and have the same geometry, then their electrical parameters will be comparable.

В исходном состоянии, когда на входах дифференциального усилителя сигнал отсутствует, через источник 8 тока протекает ток постоянной величины, который распределяется на базовый ток транзисторов 10 и 11 и коллекторные токи транзисторов 3 и 4, величина которого на коэффициент усиления больше, чем базовый ток транзисторов 10, 11. Эмиттерный ток транзистора 10 поступает на базы транзисторов 2, 4 и открывает их, кроме того, эмиттерный ток транзистора 11 поступает на базы транзисторов 3, 1 и открывает их. Открытые транзисторы 3 и 4 шунтируют основную, часть тока источника 8 тока, ограничивая базовый ток в транзисторах 10, 11. Таким образом, через транзисторы 3,1,2,4 устанавливается ток одинаковой величины и через каждый транзистор протекает половина тока, заданного источником 8 тока. Поэтому ток через каждый нагрузочный резистор 12 и 13 будет равен току источника 8 тока.In the initial state, when there is no signal at the inputs of the differential amplifier, a constant current flows through the current source 8, which is distributed to the base current of transistors 10 and 11 and the collector currents of transistors 3 and 4, the value of which is by a factor greater than the base current of transistors 10 11. The emitter current of transistor 10 enters the bases of transistors 2, 4 and opens them, in addition, the emitter current of transistor 11 enters the bases of transistors 3, 1 and opens them. Open transistors 3 and 4 shunt the main part of the current of the current source 8, limiting the base current in the transistors 10, 11. Thus, a current of the same magnitude is established through the transistors 3,1,2,4 and half of the current set by the source 8 flows through each transistor current. Therefore, the current through each load resistor 12 and 13 will be equal to the current of the current source 8.

Е5 случае поступления на один из входов сигнала в виде изменения тока (допустим,в сторону увеличения р через резистор 5), ток через транзисторы 3 и 1 также увеличится. Увеличится и базовый ток транзистора 10. Поскольку сумма базовых токов транзисторов 10, 11 и коллекторных токов транзисторов 3, 4 является величиной постоянной и их сумма равна току источника 8 тока, то увеличение тока через транзистор 3 и базу транзисторов 10 приведет к уменьшению тока через базу транзистора 11, соответственно и прямого тока через транзисторы 2, 4. Таким образом, через нагрузочный резистор 12 ток возрастает и через нагрузочный резистор 13 ток уменьшится.E5 if a signal arrives at one of the inputs in the form of a current change (for example, in the direction of increasing p through resistor 5), the current through transistors 3 and 1 will also increase. The base current of transistor 10 will also increase. Since the sum of the base currents of transistors 10, 11 and the collector currents of transistors 3, 4 is constant and their sum is equal to the current of current source 8, an increase in current through transistor 3 and the base of transistors 10 will lead to a decrease in current through the base transistor 11, respectively, and direct current through transistors 2, 4. Thus, through the load resistor 12, the current increases and through the load resistor 13 the current decreases.

Аналогично схема работает и при поступлении на входах дифференциального сигнала. На синфазный сигнал, ввиду симметрии схемы дифференциальный усилитель тока не реагирует, тем самым обеспечивается подавление синфазных помех.Similarly, the circuit works when it receives a differential signal at the inputs. Due to the symmetry of the circuit, the differential current amplifier does not respond to the common-mode signal, thereby suppressing common-mode interference.

Глубокая положительная обратная связь, которая создается транзисторами 1 и 2, дает схему быстродействующей и надежной в работе, а также изменяет наклон нагрузочной кривой вольт-амперной характеристики и тем самым расширяет динамический диапазон дифференциального усилителя тока.The deep positive feedback created by transistors 1 and 2 gives a fast and reliable circuit and also changes the slope of the load curve of the current-voltage characteristic and thereby extends the dynamic range of the differential current amplifier.

Конкретно схема выполнена в интегральном исполнении по планарно-эпитаксиальной технологии. Источником тока служит зеркало тока с стабильным напряжением, получаемым от стабилитрона, выполненного на том же кристалле. Эмиттерные резисторы выполнены в эмиттерной области.Specifically, the circuit is made in integrated design according to planar-epitaxial technology. The current source is a current mirror with a stable voltage obtained from a zener diode made on the same crystal. Emitter resistors are made in the emitter region.

Claims

Claim

A differential current amplifier, containing two amplifying transistors, two control transistors, the collectors of which are connected and connected to the power bus through the current source, and the emitters are connected to the emitters of the corresponding amplifying transistors, are the inputs of the differential current amplifier and are connected to the common bus through the corresponding resistors, at the bases of the control transistors are connected to the bases of the corresponding amplifying transistors, characterized in that, in order to expand the dynamic range of edachi current by reducing the input resistance "introduced two additional transistor, the base of which are connected and are connected to the collectors of the control transistors whose emitters - corresponding to the collectors of amplifying transistors and the bases of the amplifier transistors of the other arm of the differential current amplifier, the outputs of which are the collectors of the additional transistors.