UA141391U

UA141391U - VOLTAGE BUFFER

Info

Publication number: UA141391U
Application number: UAU201908721U
Authority: UA
Inventors: Олексій Дмитрович Азаров; Максим Романович Обертюх; Олексій Ярославович Стахов; Денис Володимирович Лизогуб
Original assignee: Вінницький Національний Технічний Університет; Винницкий Национальний Технический Университет
Priority date: 2019-07-19
Filing date: 2019-07-19
Publication date: 2020-04-10

Abstract

Буфер напруги містить вісім транзисторів, два джерела струму, шини додатного та від'ємного живлення, вхідну та вихідну шини, Бази другого та третього транзисторів з'єднані з вхідною шиною, а емітери другого та третього транзисторів з'єднано з емітерами першого та четвертого транзисторів відповідно. Колектори першого та четвертого транзисторів з'єднано з шинами додатного та від'ємного живлення через перше та друге джерела струму та базами п'ятого та восьмого транзисторів відповідно. Колектори п'ятого та восьмого транзисторів з'єднано з шинами додатного та від'ємного живлення відповідно. Колектор шостого транзистора з'єднано з емітером п'ятого, а колектор сьомого транзистора з'єднано з емітером восьмого. Додатково введено ще вісім транзисторів. Бази другого та третього транзисторів з'єднано з колекторами дев'ятого та десятого транзисторів відповідно. Колектори другого та третього транзисторів з'єднано з емітерами чотирнадцятого та тринадцятого транзисторів відповідно. Базу першого транзистора, емітери дев'ятого та одинадцятого, колектор тринадцятого, базу та емітер шостого з'єднано між собою. База та колектор одинадцятого транзистора з'єднані з базою тринадцятого та дев'ятого, емітер шостого та п'ятнадцятого з'єднано між собою. Базу та колектор п'ятнадцятого транзистора з'єднано з базою та колектором шістнадцятого транзистора та вихідною шиною. Базу четвертого транзистора, емітери десятого та дванадцятого, колектор чотирнадцятого, база та колектор сьомого транзистора з'єднано між собою, базу та колектор дванадцятого транзистора - з базою десятого та чотирнадцятого транзисторів, емітери сьомого та шістнадцятого транзисторів з'єднано між собою.The voltage buffer contains eight transistors, two current sources, positive and negative power buses, input and output buses, the bases of the second and third transistors are connected to the input bus, and the emitters of the second and third transistors are connected to the emitters of the first and fourth transistors in accordance. The collectors of the first and fourth transistors are connected to the positive and negative busbars through the first and second current sources and the bases of the fifth and eighth transistors, respectively. The collectors of the fifth and eighth transistors are connected to the positive and negative busbars, respectively. The collector of the sixth transistor is connected to the emitter of the fifth, and the collector of the seventh transistor is connected to the emitter of the eighth. In addition, eight more transistors were introduced. The bases of the second and third transistors are connected to the collectors of the ninth and tenth transistors, respectively. The collectors of the second and third transistors are connected to the emitters of the fourteenth and thirteenth transistors, respectively. The base of the first transistor, the emitters of the ninth and eleventh, the collector of the thirteenth, the base and the emitter of the sixth are interconnected. The base and collector of the eleventh transistor are connected to the base of the thirteenth and ninth, the emitter of the sixth and fifteenth are connected to each other. The base and collector of the fifteenth transistor are connected to the base and collector of the sixteenth transistor and the output bus. The base of the fourth transistor, the emitters of the tenth and twelfth, the collector of the fourteenth, the base and the collector of the seventh transistor are connected, the base and the collector of the twelfth transistor - with the base of the tenth and fourteenth transistors, the emitters of the seventh and sixteenth transistors are connected.

Description

Корисна модель належить до імпульсної техніки і може бути використана в аналого- цифрових перетворювачах і цифрових вимірювальних приладах.The useful model belongs to pulse technology and can be used in analog-to-digital converters and digital measuring devices.

Відомий буферний каскад (патент України Мо 1589, МПК НОЗК 5/22, 2058 1/00, опубл. 17.06.2006, бюл. Мо 7), який містить дванадцять транзисторів, два джерела струму, шини додатного та від'ємного живлення, вхідну та вихідну шини. Вхідна шина з'єднана з базами четвертого та п'ятого транзисторів, колектори яких з'єднані з колекторами шостого та третього транзисторів відповідно та емітерами сьомого та другого транзисторів відповідно. База та колектор першого транзистора об'єднані і приєднані до шини додатного живлення через перше джерело струму, а також до бази другого транзистора. База сьомого транзистора з'єднана з шиною від'ємного живлення через друге джерело струму. Колектори другого та сьомого транзисторів з'єднані з шинами додатного та від'ємного живлення відповідно. Емітер восьмого транзистора з'єднаний з базою сьомого транзистора та першим виводом другого джерела струму. Емітери дев'ятого та десятого транзисторів з'єднані з емітерами четвертого та п'ятого транзисторів відповідно. Бази та колектори дев'ятого та десятого транзисторів з'єднані з базами третього та шостого транзисторів відповідно. База та колектор дев'ятого транзистора з'єднані з емітером першого транзистора. База та колектор десятого транзистора з'єднані з базою та колектором восьмого транзистора. Емітери третього та шостого транзисторів з'єднані з емітерами одинадцятого та дванадцятого транзисторів відповідно. Бази і колектори одинадцятого та дванадцятого транзисторів з'єднані з вихідною шиною.A well-known buffer cascade (patent of Ukraine Mo 1589, IPC NOZK 5/22, 2058 1/00, publ. 17.06.2006, Bull. Mo 7), which contains twelve transistors, two current sources, positive and negative power buses, an input and output bus. The input bus is connected to the bases of the fourth and fifth transistors, the collectors of which are connected to the collectors of the sixth and third transistors, respectively, and the emitters of the seventh and second transistors, respectively. The base and the collector of the first transistor are combined and connected to the positive power bus through the first current source, as well as to the base of the second transistor. The base of the seventh transistor is connected to the negative power bus via the second current source. The collectors of the second and seventh transistors are connected to the positive and negative supply buses, respectively. The emitter of the eighth transistor is connected to the base of the seventh transistor and the first terminal of the second current source. The emitters of the ninth and tenth transistors are connected to the emitters of the fourth and fifth transistors, respectively. The bases and collectors of the ninth and tenth transistors are connected to the bases of the third and sixth transistors, respectively. The base and collector of the ninth transistor are connected to the emitter of the first transistor. The base and collector of the tenth transistor are connected to the base and collector of the eighth transistor. The emitters of the third and sixth transistors are connected to the emitters of the eleventh and twelfth transistors, respectively. The bases and collectors of the eleventh and twelfth transistors are connected to the output bus.

Недоліком цього технічного рішення є низька точність роботи, обумовлена різницею базових струмів вхідного каскаду.The disadvantage of this technical solution is the low accuracy of operation due to the difference in the base currents of the input stage.

Найближчим аналогом є буферний пристрій (Бахтиаров Г.Д., Малинин В.В., Школин В.П.The closest analogue is a buffer device (Bakhtiarov G.D., Malinyn V.V., Shkolin V.P.

Аналого-цифровье преобразователи / Под ред. Г.Д. Бахтиарова. - М.: Советское радио, 1980. - 280 с. ил. Рис. 6.28 на сторінці 150), який містить вісім транзисторів, два джерела струму, шини додатного та від'ємного живлення, вхідну та вихідну шини. Бази другою та третього транзисторів з'єднано з вхідною шиною. Емітери другого та третього транзисторів з'єднано з емітерами першого та четвертого транзисторів відповідно, та з базами шостого та сьомого транзисторів відповідно, колектори другого та третього транзисторів з'єднано з колекторами сьомого та шостого транзисторів відповідно, а також з емітерами восьмого та п'ятогоAnalog-to-digital converters / Ed. G.D. Bakhtiarov. - M.: Sovetskoe radio, 1980. - 280 p. ill. Fig. 6.28 on page 150), which contains eight transistors, two current sources, positive and negative supply buses, input and output buses. The bases of the second and third transistors are connected to the input bus. The emitters of the second and third transistors are connected to the emitters of the first and fourth transistors, respectively, and to the bases of the sixth and seventh transistors, respectively, the collectors of the second and third transistors are connected to the collectors of the seventh and sixth transistors, respectively, and to the emitters of the eighth and fifth

Зо транзисторів відповідно. Бази та колектори першого та четвертого транзисторів з'єднано з базами п'ятого та восьмого транзисторів відповідно, а також з'єднано з шинами додатного та від'ємного живлення через перше та друге джерела струму відповідно. Колектори п'ятого та восьмого транзисторів з'єднано з шинами додатного та від'ємного живлення відповідно. Емітери шостого та сьомого транзисторів з'єднано з вихідною шиною.From transistors, respectively. The bases and collectors of the first and fourth transistors are connected to the bases of the fifth and eighth transistors, respectively, and are connected to the positive and negative supply buses through the first and second current sources, respectively. The collectors of the fifth and eighth transistors are connected to the positive and negative supply buses, respectively. The emitters of the sixth and seventh transistors are connected to the output bus.

Недоліком технічного рішення є низька точність роботи, що обмежує галузь використання пристрою.The disadvantage of the technical solution is the low accuracy of work, which limits the field of use of the device.

В основу корисної моделі поставлено задачу створення буфера напруги, в якому за рахунок введення нових елементів і зв'язків між ними підвищується навантажувальна здатність та точність роботи пристрою, що розширює функціональні можливості.The basis of a useful model is the task of creating a voltage buffer, in which, due to the introduction of new elements and connections between them, the loading capacity and accuracy of the device's operation are increased, which expands the functionality.

Поставлена задача вирішується тим, що в буфер напруги, який містить вісім транзисторів, два джерела струму, шини додатного та від'ємного живлення, вхідну та вихідну шини, причому бази другого та третього транзисторів з'єднані з вхідною шиною, а емітери другого та третього транзисторів з'єднано з емітерами першого та четвертого транзисторів відповідно, колектори першого та четвертого транзисторів з'єднано з шинами додатного та від'ємного живлення через перше та друге джерела струму та базами п'ятого та восьмого транзисторів відповідно, колектори п'ятого та восьмого транзисторів з'єднано з шинами додатного та від'ємного живлення відповідно, колектор шостого транзистора з'єднано з емітером п'ятого, а колектор сьомого транзистора з'єднано з емітером восьмого, згідно з корисною моделлю, введено вісім транзисторів, причому бази другого та третього транзисторів з'єднано з колекторами дев'ятого та десятого транзисторів відповідно, колектори другого та третього транзисторів з'єднано з емітерами чотирнадцятого та тринадцятого транзисторів відповідно, базу першого транзистора, емітери дев'ятого та одинадцятого, колектор тринадцятого, базу та емітер шостого з'єднано між собою, база та колектор одинадцятого транзистора з'єднані з базою тринадцятого та дев'ятого.The problem is solved by the fact that in the voltage buffer, which contains eight transistors, two current sources, positive and negative supply buses, input and output buses, and the bases of the second and third transistors are connected to the input bus, and the emitters of the second and third transistors are connected to the emitters of the first and fourth transistors, respectively, the collectors of the first and fourth transistors are connected to the positive and negative supply buses through the first and second current sources and the bases of the fifth and eighth transistors, respectively, the collectors of the fifth and eighth transistors are connected to the positive and negative supply buses, respectively, the collector of the sixth transistor is connected to the emitter of the fifth, and the collector of the seventh transistor is connected to the emitter of the eighth, according to a useful model, eight transistors are introduced, and the bases of the second and the third transistors are connected to the collectors of the ninth and tenth transistors, respectively, the collectors of the second and third transistors are connected to the emitters of the fourteenth and thirteenth transistors, respectively, the base of the first transistor, the emitters of the ninth and eleventh, the collector of the thirteenth, the base and emitter of the sixth are connected to each other, the base and collector of the eleventh transistor are connected to the base of the thirteenth and ninth.

Емітер шостого та п'ятнадцятого з'єднано між собою, базу та колектор п'ятнадцятого транзистора з'єднано з базою та колектором шістнадцятого транзистора та вихідною шиною, базу четвертого транзистора, емітери десятого та дванадцятого, колектор чотирнадцятого базу та колектор сьомого транзистора з'єднано між собою, база та колектор дванадцятого транзистора з'єднані з базою десятого та чотирнадцятого транзисторів, емітери сьомого та шістнадцятого транзисторів з'єднано між собою. 60 Корисна модель пояснюється кресленням, на якому зображена схема буфера напруги.The emitter of the sixth and fifteenth are connected together, the base and collector of the fifteenth transistor are connected to the base and collector of the sixteenth transistor and the output bus, the base of the fourth transistor, the emitters of the tenth and twelfth, the collector of the fourteenth, the base and collector of the seventh transistor with connected to each other, the base and collector of the twelfth transistor are connected to the base of the tenth and fourteenth transistors, the emitters of the seventh and sixteenth transistor are connected to each other. 60 A useful model is explained by a drawing showing a voltage buffer circuit.

Буфер напруги містить вхідну 21 та вихідну 22 шини, шістнадцять транзисторів та шини додатного 19 та від'ємного 20 живлення. Бази другого З та третього 4 транзисторів з'єднані з вхідною шиною 21, а емітери другого З та третього 4 транзисторів з'єднано з емітерами першого 2 та четвертого 5 транзисторів відповідно. Колектори першого 2 та четвертого 5 транзисторів з'єднано з шинами додатного 19 та від'ємного 20 живлення через перше 1 та друге 6 джерела струму та базами п'ятого 13 та восьмого 18 транзисторів відповідно. Колектори п'ятого 13 та восьмого 18 транзисторів з'єднано з шинами додатного 19 та від'ємного 20 живлення відповідно. Колектор шостого 14 транзистора з'єднано з емітером п'ятого 13, а колектор сьомого 17 транзистора з'єднано з емітером восьмого 18, введено вісім транзисторів, причому бази другого З та третього 4 транзисторів з'єднано з колекторами дев'ятого 7 та десятого 8 транзисторів відповідно. Колектори другого З та третього 4 транзисторів з'єднано з емітерами чотирнадцятого 12 та тринадцятого 11 транзисторів відповідно. Базу першого 2 транзистора, емітери дев'ятого 7 та одинадцятого 9, колектор тринадцятого 11, базу та емітер шостого 14 з'єднано між собою. База та колектор одинадцятого 9 транзистора з'єднані з базою тринадцятого 11 та дев'ятого 7. Емітер шостого 12 та п'ятнадцятого 15 з'єднано між собою. Базу та колектор п'ятнадцятого 15 транзистора з'єднано з базою та колектором шістнадцятого 16 транзистора та вихідною шиною 22. Базу четвертого 5 транзистора, емітери десятого 8 та дванадцятого 10, колектор чотирнадцятого 12 база та колектор сьомого 17 транзистора з'єднано між собою. База та колектор дванадцятого 10 транзистора з'єднані з базою десятого 8 та чотирнадцятого 12 транзисторів. Емітери сьомого 17 та шістнадцятого 16 транзисторів з'єднано між собою.The voltage buffer contains input 21 and output 22 buses, sixteen transistors and positive 19 and negative 20 supply buses. The bases of the second and third 4 transistors are connected to the input bus 21, and the emitters of the second and third 4 transistors are connected to the emitters of the first 2 and fourth 5 transistors, respectively. The collectors of the first 2 and fourth 5 transistors are connected to the positive 19 and negative 20 supply buses through the first 1 and second 6 current sources and the bases of the fifth 13 and eighth 18 transistors, respectively. The collectors of the fifth 13 and eighth 18 transistors are connected to the positive 19 and negative 20 supply buses, respectively. The collector of the sixth 14 transistor is connected to the emitter of the fifth 13, and the collector of the seventh 17 transistor is connected to the emitter of the eighth 18, eight transistors are introduced, and the bases of the second and third 4 transistors are connected to the collectors of the ninth 7 and tenth 8 transistors respectively. The collectors of the second and third 4 transistors are connected to the emitters of the fourteenth 12 and thirteenth 11 transistors, respectively. The base of the first 2 transistors, the emitters of the ninth 7 and eleventh 9, the collector of the thirteenth 11, the base and emitter of the sixth 14 are connected together. The base and collector of the eleventh 9 transistor are connected to the base of the thirteenth 11 and ninth 7. The emitter of the sixth 12 and fifteenth 15 are connected to each other. The base and collector of the fifteenth transistor 15 are connected to the base and collector of the sixteenth transistor 16 and the output bus 22. The base of the fourth transistor 5, the emitters of the tenth 8 and twelfth 10, the collector of the fourteenth 12, the base and the collector of the seventh transistor 17 are connected to each other. The base and collector of the twelfth 10 transistor are connected to the base of the tenth 8 and fourteenth 12 transistors. The emitters of the seventh 17 and sixteenth 16 transistors are connected together.

Працює пристрій таким чином: вхідний сигнал від джерела вхідної напруги подається на вхідну шину 21. При цьому, якщо ця напруга збільшується, то другий транзистор З призакривається, а третій транзистор 4 привідкривається. При цьому перший транзистор 2 призакривається, а четвертий транзистор 5 привідкривається. Це призведе до того, що струм з першого джерела струму 1 перерозподіляється в базу одинадцятого транзистора 13 і привідкриває його. Струм від другого джерела струму 6 розподіляється в базу шістнадцятого транзистора 18 і призакриває його. При цьому струм від шини додатного живлення 19 через одинадцятий транзистор 13 збільшується, привідкриває дванадцятий 14 та тринадцятий 15The device works as follows: the input signal from the input voltage source is fed to the input bus 21. At the same time, if this voltage increases, then the second transistor C closes, and the third transistor 4 opens. At the same time, the first transistor 2 closes, and the fourth transistor 5 opens. This will lead to the fact that the current from the first current source 1 is redistributed to the base of the eleventh transistor 13 and closes it. The current from the second current source 6 is distributed to the base of the sixteenth transistor 18 and closes it. At the same time, the current from the positive power bus 19 through the eleventh transistor 13 increases, opens the twelfth 14 and the thirteenth 15

Зо транзистори і витікає через вихідну шину 22. Потенціал вихідної шини 22 збільшується. Через призакритий шістнадцятий транзистор 18, струм з шини від'ємного живлення 20 зменшується і відповідно струм через призакриті чотирнадцятий 16 та п'ятнадцятий 17 транзистори також зменшується. Колекторний струм від другого транзистора З протікає через емітерний перехід десятого транзистора 12 і через колектор восьмого транзистора 10. Відбивач струму, побудований на шостому 8 та восьмому 10 транзисторах, генерує колекторний струм який витікає з бази другого транзистора 3. Колекторний струм другого транзистора 3 витікає з емітера дев'ятого транзистора 11 і формує його базовий струм, який протікає через сьомий транзистор 9. Далі колекторний струм відбивача струму, побудованого на п'ятому 7 та сьомому 9 транзисторах, втікає в базу другого транзистора 3. Точність компенсації базових струмів другого З та третього 4 транзисторів залежить від ідентичності статичних характеристик третього 4 та дев'ятого 11, п'ятого 7 та сьомого 9 транзисторів, а також ідентичності другого 3, десятого 12, шостого 8 та восьмого 10 транзисторів.From the transistors and flows through the output bus 22. The potential of the output bus 22 increases. Due to the closed sixteenth transistor 18, the current from the negative power bus 20 decreases and, accordingly, the current through the closed fourteenth 16 and fifteenth 17 transistors also decreases. The collector current from the second transistor Z flows through the emitter junction of the tenth transistor 12 and through the collector of the eighth transistor 10. The current reflector built on the sixth 8 and eighth 10 transistors generates a collector current that flows from the base of the second transistor 3. The collector current of the second transistor 3 flows from the emitter of the ninth transistor 11 and forms its base current, which flows through the seventh transistor 9. Next, the collector current of the current reflector built on the fifth 7 and seventh 9 transistors flows into the base of the second transistor 3. The accuracy of compensation of the base currents of the second Z and of the third 4 transistors depends on the identity of the static characteristics of the third 4 and ninth 11, fifth 7 and seventh 9 transistors, as well as the identity of the second 3, tenth 12, sixth 8 and eighth 10 transistors.

Шини додатного 19 та від'ємного 20 живлення забезпечують живлення схеми напругою 10The positive 19 and negative 20 supply buses supply the circuit with voltage 10

В та -10 В відповідно.V and -10 V, respectively.

Claims

USEFUL MODEL FORMULA A voltage buffer containing eight transistors, two current sources, positive and negative supply buses, input and output buses, with the bases of the second and third transistors connected to the input bus and the emitters of the second and third transistors connected with the emitters of the first and fourth transistors, respectively, the collectors of the first and fourth transistors are connected to the positive and negative supply buses through the first and second current sources and the bases of the fifth and eighth transistors, respectively, the collectors of the fifth and eighth transistors are connected with positive and negative supply buses, respectively, the collector of the sixth transistor is connected to the emitter of the fifth, and the collector of the seventh transistor is connected to the emitter of the eighth, which differs in that eight transistors are introduced, and the bases of the second and third transistors with connected to the collectors of the ninth and tenth transistors, respectively, the collectors of the second and third transistors are connected to the emitters of the fourteenth and thirteenth transistors, respectively, the base of the first transistor, the emitters of the ninth and eleventh, the collector of the thirteenth, the base and emitter of the sixth are connected to each other, the base and collector of the eleventh transistor are connected to the base of the thirteenth and ninth, the emitter of the sixth and n the eleventh is connected together, the base and collector of the fifteenth transistor are connected to the base and collector of the sixteenth transistor and the output bus, the base of the fourth transistor, the emitters of the tenth and twelfth, the collector of the fourteenth, the base and collector of the seventh transistor are connected together , the base and collector of the twelfth transistor - with the base of the tenth and fourteenth transistors, the emitters of the seventh and sixteenth transistors are connected together. There will be no M 1 X driving from GonN-» 1 Z ozh she OK H 1 N i m V : | Ka and No! In li yuyu! ! B, g kopne speveknekennkya I her in F p. :