Підсилювач постійного струму

Підсилювач постійного струму, який містить шини живлення з додатним та від'ємним потенціалами, шину нульового потенціалу, перше та друге джерело струму, причому вхідну шину з'єднано з базою першого транзистора p-n-p, який емітером підключений до емітера другого p-n-p транзистора та першого виводу першого джерела струму, яке другим виводом підключено до шини живлення з додатним потенціалом, колектор першого p-n-p транзистора підключено до колектора і бази третього, бази четвертого, бази і колектора п'ятого та емітера шостого n-p-n транзисторів, колектор другого p-n-p транзистора підключено до колектора четвертого та бази шостого n-p-n транзисторів, колектор шостого n-p-n транзистора підключено до бази та колектора восьмого і бази десятого p-n-p транзисторів, емітер сьомого n-p-n транзистора підключено до емітера восьмого p-n-p транзистора, до бази і колектора якого підключено базу десятого p-n-p транзистора, колектор і базу сьомого та базу дев'ятого n-p-n транзисторів об'єднано, емітери дев'ятого n-p-n та десятого p-n-p транзис U 2 (19) 1 3 від'ємним потенціалом. Колектор дев'ятого n-p-n транзистора підключений до бази одинадцятого np-n та колектора восьмого p-n-p транзисторів. Емітери першого, четвертого та десятого p-n-p транзисторів підключені до шини живлення з додатним потенціалом. Колектор десятого p-n-p транзистора підключено до першого виводу першого діода та бази дванадцятого n-p-n транзистора. Перший діод другим виводом підключений до першого виводу другого діода, який другим виводом підключений до колектора одинадцятого n-p-n та до бази тринадцятого p-n-p транзисторів. Одинадцятий транзистор емітером підключений до першого виводу другого резистора, який другим виводом підключений до шини живлення з від'ємним потенціалом. Восьмий p-n-p транзистор емітером підключений до другого виводу першого резистору, який першим виводом підключений до шини живлення з додатним потенціалом. Колектор дванадцятого n-p-n транзистора підключений до шини живлення з додатним потенціалом, а емітер підключений до третього першого виводу третього резистора, який другим виводом з'єднано з вихідною шиною і першим виводом четвертого резистора, який в свою чергу другим виводом з'єднано з емітером тринадцятого p-n-p транзистора, колектор, якого підключено до шини живлення з від'ємним потенціалом живлення. Недоліком аналогу є низька швидкодія. За найближчий аналог обрано інтегральний операційний підсилювач [Титце У., Шенк К., Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство Пер. с нем. - М.: Мир, 1982.-512с., ил. Рис.7.4 на сторінці 150], який містить вхідну і вихідну шину, перший та другий p-n-p транзистор. Базу першого та другого p-n-p транзисторів відповідно підключено до першої та другої шин нульового потенціалу, а емітери цих транзисторів під'єднано до першого виводу першого джерела струму. Колектор першого p-n-p транзистора з'єднано з базою і колектором третього n-p-n транзистора та базою четвертого n-p-n транзистора. Колектор другого p-n-p транзистора з'єднано з колектором четвертого n-p-n транзистора та базою п'ятого n-pn транзистора. Емітери третього та четвертого n-pn транзисторів, відповідно, з'єднано з першою та другою шинами нульового потенціалу, та першими виводами, відповідно, першого і другого резисторів, які другими виводами під'єднані до шини живлення з від'ємним потенціалом. Перше джерело струму другим виводом з'єднане з шиною живлення з додатним потенціалом. П'ятий n-p-n транзистор колектором з'єднано з колектором шостого np-n транзистора і базою восьмого n-p-n транзистора та колетором та базою дев'ятого p-n-p, а емітер п'ятого n-p-n транзистора з'єднано з базою шостого n-p-n транзистора. Емітер шостого n-p-n транзистора з'єднано з шиною живлення з від'ємним потенціалом. Емітер дев'ятого p-n-p транзистора з'єднано з емітером десятого p-n-p транзистора, який колектором під'єднаний до бази сьомого p-n-p транзистора і першого виводу другого джерела струму, яке другим виводом під'єднано до шини живлення з додатним потенціалом. Емітер сьомого p-n-p транзистора та емітер восьмого n-p-n тра 19370 4 нзистора об'єднані. Колектор сьомого p-n-p транзистора під'єднано до шини живлення з додатним потенціалом. Колектор восьмого n-p-n транзистора під'єднано до шини живлення з від'ємним потенціалом. Недоліками найближчого аналога є низька швидкодія та асиметрія фронтів вихідного сигналу. В основу корисної моделі поставлено задачу створення підсилювача постійного струму, в якому за рахунок введення нових елементів та зв'язків між ними підвищується швидкодія, з'являється можливість поширення галузі використання приладу, що приводить до економії шляхом використання приладу в різноманітних пристроях імпульсної та обчислювальної техніки, автоматики тощо. Поставлена задача досягається тим, що підсилювач постійного струму, який містить шини живлення з додатним та від'ємним потенціалами, перше та друге джерело струму, причому вхідну шину з'єднано з базою першого транзистора p-n-p, який емітером підключений до емітера другого p-np транзистора та першого виводу першого джерела струму, яке другим виводом підключено до шини живлення з додатним потенціалом, колектор першого p-n-p транзистора підключено до колектора і бази третього, бази четвертого, бази і колектора п'ятого та емітера шостого n-p-n транзисторів, колектор другого p-n-p транзистора підключено до колектора четвертого та бази шостого n-p-n транзисторів, колектор шостого n-p-n транзистора підключено до бази та колектора восьмого і бази десятого p-n-p транзисторів, емітер сьомого n-p-n транзистора підключено до емітера восьмого p-n-p транзистора, до бази і колектора якого підключено базу десятого p-n-p транзистора, колектор і базу сьомого та базу дев'ятого n-p-n транзисторів об'єднано, емітери дев'ятого n-p-n та десятого p-n-p об'єднані і підключені до вихідної шини, емітери третього, четвертого, п'ятого p-n-p транзисторів підключено до шини живлення з від'ємним потенціалом, перший вивід другого джерела струму та колектор дев'ятого n-p-n транзистора підключено до шини живлення з додатним потенціалом, колектор десятого p-n-p транзистора підключено до шини живлення з від'ємним потенціалом, причому емітери одинадцятого і дванадцятого n-p-n підключено до першого виводу другого джерела струму, яке другим виводом підключено до шини живлення з від'ємним потенціалом, базу одинадцятого n-p-n транзистора підключено до бази першого p-n-p транзистора, базу дванадцятого n-p-n транзистора підключено до бази другого p-n-p транзистора та до шини нульового потенціалу, колектор одинадцятого n-p-n транзистора підключено до колектора і бази тринадцятого, бази чотирнадцятого, бази і колектора п'ятнадцятого та емітера шістнадцятого p-n-p транзисторів, колектор дванадцятого p-n-p транзистора підключено до колектора чотирнадцятого та бази шістнадцятого p-n-p транзисторів, колектор шістнадцятого p-n-p транзистора підключено до колектора і бази сьомого n-p-n транзистора, емітери тринадцятого, чотирнадцятого, п'ятнадцятого pn-p транзисторів підключено до шини живлення з додатним потенціалом. 5 На кресленні представлено принципову схему підсилювача постійного струму. Підсилювач постійного струму, який містить шини живлення з додатнім 20 та від'ємним 21 потенціалами, перше 2 та друге 3 джерело струму, причому вхідну шину 1 з'єднано з базою першого 4 транзистора p-n-p, який емітером підключений до емітера другого 9 p-n-p транзистора та першого виводу першого 2 джерела струму, яке другим виводом підключено до шини живлення з додатнім потенціалом 20, колектор першого 4 p-n-p транзистора підключено до колектора і бази третього 7, бази четвертого 11, бази і колектора п'ятого 17 та емітера шостого 16 n-p-n транзисторів, колектор другого 9 p-n-p транзистора підключено до колектора четвертого 11 та бази шостого 16 n-p-n транзисторів, колектор шостого 16 n-p-n транзистора підключено до бази та колектора восьмого 15 і бази десятого 19 p-n-p транзисторів, емітер сьомого 14 n-p-n транзистора підключено до 5 емітера восьмого 15 p-n-p транзистора, до бази і колектора якого підключено базу десятого 19 p-n-p транзистора, колектор і базу сьомого 14 та базу дев'ятого 18 n-p-n транзисторів об'єднано, емітери дев'ятого 18 n-p-n та десятого 19 p-n-p об'єднані і підключені до вихідної шини 22, емітери третього 7, четвертого 11, п'ятого 17 p-n-p транзисторів підключено до шини живлення з від'ємним потенціалом 21, перший вивід першого джерела струму 2 та колектор дев'ятого 18 n-p-n транзистора підключено до шини живлення з додатнім потенціалом 20, колектор десятого 19 p-n-p транзистора підключено до шини живлення з від'ємним потенціалом 21, причому емітери одинадцятого 5 і дванадцятого 10 n-p-n підключено до першого виводу другого джерела струму 3, яке другим виводом підключено до шини живлення з від'ємним потенціалом 21, базу одинадцятого 5 n-p-n транзистора підключено до бази першого 4 p-n-p транзистора, базу дванадцятого 10 n-p-n транзистора підключено до бази другого 9 p-n-p транзистора та до шини нульового потенціалу, колектор одинадцятого 5 n-p-n транзистора підключено до колектора і бази тринадцятого 6, бази чотирнадцятого 8, бази і колектора п'ятнадцятого 12 та емітера шістнадцятого 13 p-n-p транзисторів, колектор дванадцятого 10 p-n-p транзистора підключено до колектора чотирнадцятого 8 та бази шістнадцятого 13 p-n-p транзисторів, колектор шістнадцятого 13 p-n-p транзистора підключено до колектора і бази сьомого 14 n-p-n транзистора, емітери тринадцятого 6, чотирнадцятого 8, п'ятнадцятого 12 p-n-p транзисторів підключено до шини живлення з додатнім потенціалом 20. Пристрій працює таким чином. Якщо напруга на вході 1 збільшується одинадцятий 5 n-p-n транзистор привідкривається, а перший 4 p-n-p транзистор призакривається. Водно 19370 6 час, другий 9 p-n-p транзистор привідкривається, а дванадцятий 10 n-p-n транзистор призакривається. При цьому базовий струм шостого 16 n-p-n транзистора, який являє собою різницю ІкТ2-ІкТ11 збільшується, а базовий струм ІбТ13=ІкТ8-ІкТ10 зменшується. У свою чергу шостий 16 n-p-n транзистор привідкривається, а шістнадцятий 13 p-n-p транзистор призакривається. Таким чином потенціал колекторів транзисторів шість 16 n-p-n та шістнадцять 13 p-n-p зменшується, що призводить до зменшення напруги на емітерах транзисторів дев'ять 18 n-p-n та десять 19 p-n-p і відповідно зменшення потенціалу вихідної шини 22. Якщо напруга на вході 1 зменшується, одинадцятий 5 n-p-n транзистор призакривається, а перший 4 p-n-p транзистор привідкривається. Водночас, другий 9 p-n-p транзистор призакривається, а дванадцятий 10 n-p-n транзистор привідкривається. При цьому базовий струм шостого 16 n-p-n транзистора, який являє собою різницю ІкТ2-ІкТ11 зменшується, а базовий струм ІбТ13=ІкТ8-ІкТ10 збільшується. У свою чергу шостий 16 n-p-n транзистор призакривається, а шістнадцятий 13 p-n-p транзистор привідкривається. Таким чином потенціал колекторів транзисторів шість 16 n-p-n та шістнадцять 13 p-n-p збільшується, що призводить до збільшення напруги на емітерах транзисторів дев'ять 18 n-p-n та десять 19 p-n-p і відповідно збільшення потенціалу вихідної шини 22. Відбивач струму на транзисторах тринадцять 6 p-n-p, чотирнадцять 8 p-n-p, п'ятнадцять 12 p-n-p забезпечує режим завдання робочої точки транзистора шістнадцять 13 p-n-p. Аналогічно відбивач струму на транзисторах третьому 7 n-p-n, четвертому 11 n-p-n, п'ятому 17 n-p-n забезпечує режим завдання робочої точки транзистора 19. При цьому в стані спокою (Uвх=0) IкТ16 IкТ13 IкТ4/2 IкТ5/2. Транзистори сім 14 n-p-n та вісім 15 p-n-p знаходяться у діодному включенні. Потенціал точки об'єднання емітерів транзисторів дев'ять 18 p-n-p та десять 19 n-p-n повторює потенціал об'єднання емітерів транзисторів сім 14 n-p-n та вісім 15 p-n-p. Джерела струму перше 2 та друге 3 завдають струм зміщення для транзисторів, відповідно, першого 4 p-n-p та другого 9 p-n-p і транзисторів одинадцять 5 n-p-n та дванадцять 10 n-p-n. Транзистори дев'ять 18 p-n-p та десять 19 n-pn утворюють симетричний двотактний вихідний каскад. Шини живлення з додатнім 20 та від'ємним потенціалом 21 забезпечують енергією підсилювач постійного струму. 7 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 19370 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601