Изобретение относится к радиотехнике. Усилитель может использоваться для работы с высокоомным датчиком в условиях значительного охлаждения, например при криогенных температурах.The invention relates to radio engineering. The amplifier can be used to work with a high-resistance sensor in conditions of significant cooling, for example, at cryogenic temperatures.
Известен дифференциальный усилитель, содержащий входной дифференциальный каскад на полевых транзисторах, один из которых имеет в цепи стока динамическую нагрузку на полевом транзисторе с соединённым затвором и истоком, генератор тока входного каскада и дифференциальный промежуточный каскад, первый вход которого подключен к точке соединения динамической нагрузки и стока полевого транзистора входного каскада [1J .A known differential amplifier containing an input differential cascade on field-effect transistors, one of which has a dynamic load in the drain circuit on a field-effect transistor with a connected gate and source, a current generator of the input stage and a differential intermediate stage, the first input of which is connected to the connection point of the dynamic load and drain field effect transistor input stage [1J.
Однако в известном дифференциальном ' усилителе сигнал проходит через цепи, образующие дополнительные постоянные времени, что приводит к снижению стабильности при работе с обратной· связно, усложняя, в частности, коррекцию характеристики усилителя для обеспечения стабильности. Кроме того, за счет биполярных транзисторов происходит понижение чувствительности и стабильности режима по постоянному току особенно при значительном охлаждении.However, in the well-known differential amplifier, the signal passes through the circuits that form additional time constants, which leads to a decrease in stability when working with feedback, making it difficult, in particular, to correct the amplifier characteristics to ensure stability. In addition, due to bipolar transistors, there is a decrease in sensitivity and stability of the direct current mode, especially with significant cooling.
Цель изобретения - повышение стабильности и чувствительности усилителя.The purpose of the invention is to increase the stability and sensitivity of the amplifier.
Для этого в дифференциальный усилитель, содержащий входной дифференциальный каскад на полевых транзисторах, один из которых имеет в цепи стока динамическую нагрузку на полевом транзисторе с соединенными затвором и истоком, генератор тока входного каскада и дифференциальный промежуточный каскад, первый вход которого подключен к точке соединения динамической нагрузки и стока полевого транзистора входного каскада, введены источник опорного напряжения и дополнительный полевой транзистор, идентичный транзистору динамической нагрузки. Причем исток дополнительного транзистора соединен со стоком другого полевого транзистора входного каскада,To do this, into a differential amplifier containing an input differential cascade on field-effect transistors, one of which has a dynamic load in the drain circuit on a field-effect transistor with a gate and a source connected, a current generator of the input stage and a differential intermediate stage, the first input of which is connected to the connection point of the dynamic load and the drain of the input stage transistor, a reference voltage source and an additional field effect transistor identical to the dynamic load transistor are introduced. Moreover, the source of the additional transistor is connected to the drain of another field effect transistor of the input stage,
- /-· 1 » —ft3 ./ 748800 ’затвор подключен к второму входу промежуточного каскада, а сток соединен со стоком полевого транзисторацийамичес- : кой нагрузки. При этом в промежуточном кйскаде в качестве входных использованы полевые транзисторы, источник опорного напряжения включен между затвором и стоком дополнительного полевого транзистора, а генератор тока входного каскада ' выполнен на двух парйллельпо‘включенных ' полевых транзисторах, идентичных транзистору динамической нагрузки.- / - · 1 ”–ft3 ./ 748800 'the gate is connected to the second input of the intermediate stage, and the drain is connected to the drain of the field transistor with an amine load. At the same time, field transistors were used as input in the intermediate kyskade, the reference voltage source is connected between the gate and the drain of the additional field effect transistor, and the input stage current generator is made on two parallel-on-switched field effect transistors identical to the dynamic load transistor.
нением взаимной симметрии плеч) отражается только на потенциале истоков входных полевых транзисторов 8 и 9, не изменяя режим входного каскада, так как потенциалы затворов входного полевого транзистора ‘9 и дополнительного полевого транзистора 7 задаются источником опорного напряжения. В результате входные полевые транзисторы 1 и 2 имеют равные напряжения на стоках, причем величина напряжения не зависит от режима промежуточного каскада. Это обеспечивает стабильность дифференциального усилителя, в том числе и при 15 значительном охлаждении, например до криогенных , температур, а также повышает чувствительность за счет исключения влияния шумов биполярных транзисторов. При подаче на вход сигнала происходит изменение тока стЪка входного полевого транзистора 1, которое образует на высокоомной динамической нагрузке на полевом транзисторе 3 усиленное напряжение. Это напряжение поступает на затвор входного полевого транзистора 8 промежуточного каскада и усиленное этим каскадом появляется на выходе. В то же время изменение тока стока входного полевого транзистора 2 не вызывает прохождение сигнала на вход промежуточного каскада, так как потенциал затвора дополнительного полевого транзистора 7 и соединенного с ним затвора входного полевого транзистора 9 задается источником 6 опорного напряжения. В результате при сохранении высокого усиления во входном каскаде устраняются цепи, образующие дополнительнее постоянные времени, что повышает стабильность при работе с обратной связью и упрощает частотную коррекцию для обеспечения заданной стабииьти. -the mutual symmetry of the shoulders) affects only the source potential of the input field effect transistors 8 and 9, without changing the input stage mode, since the gate potentials of the input field effect transistor ‘9 and the additional field effect transistor 7 are set by the reference voltage source. As a result, the input field effect transistors 1 and 2 have equal voltage at the drains, and the voltage value does not depend on the mode of the intermediate stage. This ensures the stability of the differential amplifier, including during 15 significant cooling, for example, to cryogenic temperatures, and also increases sensitivity by eliminating the influence of noise of bipolar transistors. When a signal is applied to the input, the current changes to the input field-effect transistor 1, which forms an amplified voltage at the high-resistance dynamic load on the field-effect transistor 3. This voltage is supplied to the gate of the input field-effect transistor 8 of the intermediate stage and amplified by this stage appears at the output. At the same time, a change in the drain current of the input field-effect transistor 2 does not cause a signal to pass to the input of the intermediate stage, since the gate potential of the additional field-effect transistor 7 and the gate of the input field-effect transistor 9 connected to it is set by the reference voltage source 6. As a result, while maintaining high gain in the input stage, circuits that form additional time constants are eliminated, which increases stability during feedback operation and simplifies frequency correction to ensure a given stability. -