Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
УСИЛИТЕЛЬ ТОКА
УСИЛИТЕЛЬ ТОКА

УСИЛИТЕЛЬ ТОКА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в измерительной и в вычислительной технике, технике связи. Сущность изобретения: расширение диапазона регулирования коэффициента усиления и снижение входного сопротивления, это достигается тем, что в усилителе тока, содержащем транзисторы (Т) 1-4 и генераторы тока 5-7, состоящем только из двух каскадов: входного на Т1 и Т2 и выходного на Т4, промежуточный каскад эмиттерного повторителя в прототипе замещен практически безынерционным элементом - диодом на 13. Вследствие того, что коллектор первого Т1 соединен с коллектором Т4 и выходом усилителя тока и входной ток поступает в нагрузку, уменьшено усиление выходного каскада на Т4, что позволяет снизить ток смещения Т4. 2 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2054789
Класс(ы) патента: H03F3/343, H03F3/04
Номер заявки: 5057417/09
Дата подачи заявки: 31.07.1992
Дата публикации: 20.02.1996
Заявитель(и): Прокопенко Вадим Георгиевич
Автор(ы): Прокопенко Вадим Георгиевич
Патентообладатель(и): Прокопенко Вадим Георгиевич
Описание изобретения: Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в измерительной технике, технике связи, вычислительной технике.
Известен усилитель тока, содержащий соединенные последовательно первый и второй транзисторы в диодном включении, образующие совместно с генератором постоянного тока источник напряжения смещения, подаваемого на базу третьего транзистора, коллектор которого является выходом усилителя тока, а эмиттер соединен с коллектором четвертого транзистора и первым выводом резистора, второй вывод которого соединен с базой четвертого транзистора и является входом усилителя тока [1]
Также известен усилитель тока, содержащий первый и второй транзисторы, базы и коллекторы которых подключены к входу усилителя и базе третьего транзистора, коллектор которого является выходом усилителя, а эмиттер соединен с коллектором четвертого транзистора, база которого соединена с эмиттером второго транзистора и коллектором пятого транзистора, база которого соединена с эмиттером первого транзистора и коллектором и базой шестого транзистора, эмиттер которого соединен с эмиттерами четвертого и пятого транзисторов и общей шиной [2]
Общим недостатком данных усилителей является повышенное входное сопротивление, что снижает их быстродействие, а также низкая экономичность вследствие того, что потребление тока цепями смещения сравнимо с потреблением тока усилительными транзисторами.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является усилитель тока, содержащий первый транзистор, эмиттер которого является входом усилителя тока и соединен с выходом первого генератора тока и базой второго транзистора, эмиттер которого подключен к общей шине, а коллектор к базам первого и третьего транзисторов и выходу второго генератора тока, четвертый транзистор, база которого соединена с эмиттером третьего транзистора и выходом третьего генератора тока, эмиттер с эмиттером второго транзистора, а коллектор является выходом усилителя тока [3]
Недостатком этого усилителя является большое число каскадов входной каскад на первом и втором транзисторах, каскад эмиттерного повторителя на третьем транзисторе, выходной каскад на четвертом транзисторе. Так как каскады включены последовательно, задержка сигнала в усилителе равна сумме задержек в каждом каскаде. В результате усилитель имеет пониженное быстродействие. Кроме этого, недостатком усилителя является то, что входной ток не поступает в нагрузку, вследствие чего необходимо повышенное усиление выходного каскада, что требует увеличения тока смещения четвертого транзистора и соответствующего роста потребляемого тока.
Цель изобретения повышение быстродействия и снижение энергопотребления усилителя тока.
Это достигается тем, что в усилителе тока, содержащем первый транзистор, эмиттер которого является входом усилителя тока и соединен с выходом первого генератора тока и базой второго транзистора, эмиттер которого подключен к общей шине, а коллектор к базам первого и третьего транзисторов и выходу второго генератора тока, четвертый транзистор, база которого соединена с эмиттером третьего транзистора и выходом третьего генератора тока, эмиттер с эмиттером второго транзистора, а коллектор является выходом усилителя тока, коллектор третьего транзистора подключен к базе первого транзистора, коллектор которого соединен с коллектором четвертого транзистора.
На фиг.1 приведена электрическая принципиальная схема предложенного усилителя тока; на фиг.2 показано распределение токов в схеме усилителя при его работе.
Усилитель тока содержит первый 1, второй 2, третий 3 и четвертый 4 транзисторы, первый 5, второй 6 и третий 7 генераторы тока.
Работу усилителя тока рассмотрим при следующих допущениях: все транзисторы идентичны, токи базы транзисторов пренебрежимо малы по сравнению с их коллекторными токами, транзисторы работают на частотах много меньших fα -граничной частоты коэффициента передачи транзисторов по току в схеме с общей базой, внутреннее сопротивление генераторов тока бесконечно велико.
Первоначально подаются токи генераторов тока и напряжения на соответствующие шины питания такой величины, чтобы вывести все транзисторы в активный режим. При этом коллекторные токи транзисторов 1 и 3 устанавливаются равными соответственно токам I01 и I03 генераторов тока 5 и 7, а коллекторный ток транзистора 2 равным I02-I03, где I02 ток генератора тока 6.
Для определения коллекторного тока I1 транзистора 4 просуммируем напряжения вдоль замкнутого контура, образованного базо-эмиттерными p-n-переходами транзисторов. Согласно второму закону Кирхгофа
Uбэ1 + Uбэ2 Uбэ3 + Uбэ4 (1) где Uбэi базоэмиттерное напряжение i-го транзистора.
Выразив базоэмиттерные напряжения транзисторов через уравнение Эберса-Молла с точностью до значения обратного тока p-n-перехода IS, перепишем (1) в следующем виде:
ϕтln + ϕтln ϕтln + ϕтln,
(2) где ϕт температурный потенциал.
Из выражения (2) имеем
I01(I02 I03) I03I1 или I1= I -1 (3)
При подаче на вход усилителя входного тока iвх коллекторные токи транзисторов получат соответствующие приращения (см.фиг.2). При этом уравнение (2) преобразуется к следующему виду:
ϕтln + ϕтln ϕтln + ϕтln
(4) или с учетом выражения (3)
(I01-iвх)(I02-I03) II -1-i,
(5) где i1 приращение коллекторного тока транзистора 4.
Из выражения (5) находим i1
i1= i -1
(6)
Выходной ток усилителя равен
iвых= iвх+i1= i
(7)
Таким образом, при одинаковом значении коэффициента передачи предложенный усилитель состоит только из двух каскадов входного на транзисторах 1 и 2 и выходного на транзисторе 4, промежуточный же каскад эмиттерного повторителя заменен практически безынерционным элементом диодом. При этом вследствие того, что коллектор первого транзистора соединен с выходом усилителя и входной ток поступает в нагрузку, уменьшено усиление выходного каскада, что позволило снизить ток смеще- ния транзистора 4 с в прототипе до I -1 в предложенном усилителе.
Формула изобретения: УСИЛИТЕЛЬ ТОКА, содержащий первый транзистор, эмиттер которого является входом усилителя тока и соединен с выходом первого генератора тока и базой второго транзистора, эмиттер которого подключен к общей шине, а коллектор - к базам первого и третьего транзисторов и выходу второго генератора тока, четвертый транзистор, база которого соединена с эмиттером третьего транзистора и выходом третьего генератора тока, эмиттер - с эмиттером второго транзистора, а коллектор является выходом усилителя тока, отличающийся тем, что коллектор третьего транзистора подключен к базе первого транзистора, коллектор которого соединен с коллектором четвертого транзистора.