Двотактний симетричний підсилювач струму

Двотактний симетричний підсилювач струму, який містить перше та друге джерела струму, шини додатного і від'ємного живлення, вхідну і вихідну шини, шину нульового потенціалу, дванадцять транзисторів, причому вхідну шину з'єднано із затворами п'ятого і шостого транзисторів, причому стоки цих транзисторів з'єднано з шинами додатного і від'ємного живлення відповідно, витоки п'ятого і шостого транзисторів з'єднано з витоками восьмого і сьомого транзисторів відповідно, затвори сьомого і восьмого транзисторів з'єднано із затворами та стоками третього і четвертого транзисторів відповідно та першими виводами першого і другого джерел струму відповідно, витоки третього і четвертого транзисторів з'єднано з витоками першого і другого транзисторів відповідно, затвори першого і другого транзисторів об'єднано та з'єднано з шиною нульового потенціалу, стоки сьомого і восьмого транзисторів з'єднано з стоками дев'ятого і десятого транзисторів відповідно, стоки першого і другого транзисторів, а також другі ви U 2 42951 1 3 менти виконано відповідно на першому і другому відбивачах струму та п'ятому і шостому транзисторах, які мають структуру відповідно до третього і четвертого транзисторів. Бази п'ятого і шостого транзисторів є виходами відповідно першого і другого струмозадаючого елементів, їх колектори з'єднано з шиною нульового потенціалу, а емітери - з виходами відповідно першого і другого відбивачів струму. Входи відбивачів струму з'єднано через двополюсний струмозадаючий елемент. Колектори третього і четвертого транзисторів з'єднано через коло зміщення. Коло зміщення виконано на третьому і четвертому транзисторах в діодному включенні. Виводи кола зміщення підключено до баз сьомого і восьмого транзисторів, які ввімкнено по схемі із загальним колектором. Емітери сьомого і восьмого транзисторів з'єднано, вони є виходом підсилювача. Недоліком пристрою є низький коефіцієнт підсилення та висока нелінійність. За прототип обрано підсилювач постійного струму (Alan В. Grebene, Bipolar and MOS Analog Integrated Circuit Design, p. 295), який містить перше і друге джерела струму, шини додатного і від'ємного живлення, вхідну і вихідну шини, шину нульового потенціалу, дванадцять транзисторів, причому вхідну шину з'єднано із затворами п'ятого і шостого транзисторів, причому стоки цих транзисторів з'єднано з шинами додатного і від'ємного живлення відповідно, витоки п'ятого і шостого транзисторів з'єднано з витоками восьмого і сьомого транзисторів відповідно, затвори сьомого і восьмого транзисторів з'єднано із затворами та стоками третього і четвертого транзисторів відповідно та першими виводами першого і другого джерел струму відповідно, витоки третього і четвертого транзисторів з'єднано з витоками першого і другого транзисторів відповідно, затвори першого і другого транзисторів об'єднано та з'єднано з шиною нульового потенціалу, стоки сьомого і восьмого транзисторів з'єднано з стоками та затворами дев'ятого і десятого транзисторів відповідно, а також із затворами одинадцятого і дванадцятого транзисторів відповідно, стоки першого і другого транзисторів, а також другими виводами першого і другого джерел струму, а також витоки дев'ятого і одинадцятого та десятого і дванадцятого транзисторів, з'єднано з шинами додатного і від'ємного живлення відповідно, стоки одинадцятого і дванадцятого транзисторів об'єднано та з'єднано з вихідною шиною. Недоліком прототипу є низький коефіцієнт підсилення, що обмежує галузь використання пристрою. В основу корисної моделі поставлено задачу створення двотактного симетричного підсилювача струму, в якому за рахунок введення нових елементів та зв'язків між ними збільшується коефіцієнт підсилення, це розширює галузь використання корисної моделі у різноманітних пристроях імпульсної та обчислювальної техніки, автоматики тощо. Поставлена задача досягається тим, що у двотактний симетричний підсилювач струму, який містить перше та друге джерела струму, шини додатного і від'ємного живлення, вхідну і вихідну шини, шину нульового потенціалу, дванадцять 42951 4 транзисторів, причому вхідну шину з'єднано із затворами п'ятого і шостого транзисторів, причому стоки цих транзисторів з'єднано з шинами додатного і від'ємного живлення відповідно, витоки п'ятого і шостого транзисторів з'єднано з витоками восьмого і сьомого транзисторів відповідно, затвори сьомого і восьмого транзисторів з'єднано із затворами та стоками третього і четвертого транзисторів відповідно та першими виводами першого і другого джерел струму відповідно, витоки третього і четвертого транзисторів з'єднано з витоками першого і другого транзисторів відповідно, затвори першого і другого транзисторів об'єднано та з'єднано з шиною нульового потенціалу, стоки сьомого і восьмого транзисторів з'єднано з стоками дев'ятого і десятого транзисторів відповідно, стоки першого і другого транзисторів, а також другі виводи першого і другого джерел струму, а також витоки дев'ятого і одинадцятого та десятого і дванадцятого транзисторів, з'єднано з шинами додатного і від'ємного живлення відповідно, введено тринадцятий, чотирнадцятий, п'ятнадцятий, шістнадцятий, сімнадцятий, вісімнадцятий, дев'ятнадцятий, двадцятий транзистори, а також резистор зворотного зв'язку, причому стоки сьомого і восьмого транзисторів з'єднано з стоками дев'ятого і десятого транзисторів відповідно, а також з затворами сімнадцятого і вісімнадцятого транзисторів відповідно, затвори дев'ятого і десятого транзисторів з'єднано з затворами та стоками одинадцятого та дванадцятого транзисторів відповідно, а також з стоками тринадцятого і чотирнадцятого транзисторів відповідно, витоки тринадцятого та чотирнадцятого транзисторів об'єднано, витоки сімнадцятого і вісімнадцятого та стоки дев'ятнадцятого і двадцятого транзисторів з'єднано із шинами додатного і від'ємного живлення відповідно, затвори тринадцятого і чотирнадцятого транзисторів з'єднано з затворами та стоками п'ятнадцятого і шістнадцятого транзисторів відповідно, а також з стоками сімнадцятого і вісімнадцятого транзисторів відповідно, а також з затворами дев'ятнадцятого і двадцятого транзисторів відповідно, стоки п'ятнадцятого та шістнадцятого транзисторів об'єднано, витоки дев'ятнадцятого і двадцятого транзисторів об'єднано і з'єднано з другим виводом резистора зворотного зв'язку, а також з вихідною шиною. На кресленні представлено принципову схему підсилювача постійного струму. Пристрій містить вхідну шину 7, яку з'єднано із затворами п'ятого 9 і шостого 10 транзисторів, а також з першим виводом резистора зворотного зв'язку 19, стоки п'ятого 9 і шостого 10 транзисторів з'єднано з шинами додатного 26 і від'ємного 28 живлення відповідно, витоки п'ятого 9 і шостого 10 транзисторів з'єднано з витоками сьомого 12 і восьмого 13 транзисторів відповідно, затвори сьомого 12 і восьмого 13 транзисторів з'єднано із стоками та затворами третього 2 і четвертого 5 транзисторів відповідно, а також з першими виводами першого 1 і другого 6 джерел струму відповідно, витоки третього 2 і четвертого 5 транзисторів з'єднано з витоками першого 3 і другого 4 транзисторів відповідно, затвори першого 3 і другого 4 5 транзисторів об'єднано та з'єднано з шиною нульового потенціалу 8, стоки першого 3 і другого 4 транзисторів, а також другі виводи першого 1 і другого 6 джерел струму з'єднано з шинами додатного 26 і від'ємного 28 живлення відповідно, стоки сьомого 12 і восьмого 13 транзисторів з'єднано з затворами та стоками сімнадцятого 20 і дев'ятого 11 та десятого 14 і вісімнадцятого 23 транзисторів відповідно, витоки дев'ятого 11 і одинадцятого 15 та десятого 14 і дванадцятого 18 транзисторів з'єднано з шинами додатного 26 і від'ємного 28 живлення відповідно, затвори дев'ятого 11 і десятого 14 транзисторів з'єднано з затворами і стоками одинадцятого 15 і дванадцятого 18 транзисторів відповідно, а також з стоками тринадцятого 16 і чотирнадцятого 17 транзисторів відповідно, затвори тринадцятого 16 і чотирнадцятого 17 транзисторів з'єднано з затворами і стоками п'ятнадцятого 21 і шістнадцятого 22 транзисторів відповідно, а також з стоками сімнадцятого 20 і вісімнадцятого 23 транзисторів відповідно, а також з затворами дев'ятнадцятого 24 і двадцятого 25 транзисторів відповідно, витоки тринадцятого 13 і п'ятнадцятого 21 та чотирнадцятого 17 і шістнадцятого 22 транзисторів об'єднано відповідно, витоки сімнадцятого 20 і вісімнадцятого 23 транзисторів з'єднано з шинами додатного 26 і від'ємного 28 живлення відповідно, стоки дев'ятнадцятого 24 і двадцятого 25 транзисторів з'єднано з шинами додатного 26 і від'ємного 28 живлення, витоки дев'ятнадцятого 24 і двадцятого 25 транзисторів об'єднано і з'єднано з другим виводом резистора зворотного зв'язку 19, а також з вихідною шиною 27. Пристрій працює таким чином. Вхідний сигнал у вигляді напруги поступає на вхідну шину 7. Якщо напруга на вхідній шині 7 збільшується, то п'ятий 9 транзистор привідкривається, а шостий 10 призакривається. При цьому струм через п'ятий 9 транзистор збільшується, а через шостий 10 зменшується. Потенціал затвору вісімнадцятого 23 транзистора збільшується, а сімнадцятого 20 транзистора зменшується. Тоді вісімнадцятий 23 транзистор привідкриється, а сімнадцятий 20 призакриється. Потенціал точки 42951 6 об'єднання витоків п'ятнадцятого 21 і шістнадцятого 22 транзисторів зменшується, прямує до потенціалу шини від'ємного живлення 28. При цьому потенціал вихідної шини 27 відслідковує потенціал точки об'єднання п'ятнадцятого 21 і шістнадцятого 22 транзисторів, а також зменшується та наближається до потенціалу шини від'ємного живлення. Якщо напруга на вхідній шині 8 зменшується, то п'ятий 9 транзистор призакривається, а шостий 10 привідкривається. При цьому струм через п'ятий 9 транзистор зменшується, а через шостий 10 збільшується. Потенціал затвору вісімнадцятого 23 транзистора зменшується, а сімнадцятого 20 транзистора збільшується. Тоді вісімнадцятий 23 транзистор призакриється, а сімнадцятий 20 привідкриється. Потенціал точки об'єднання витоків п'ятнадцятого 21 і шістнадцятого 22 транзисторів збільшується, прямує до потенціалу шини додатного живлення 26. При цьому потенціал вихідної шини 27 відслідковує потенціал точки об'єднання п'ятнадцятого 21 і шістнадцятого 22 транзисторів, а також збільшується та наближається до потенціалу шини додатного живлення. Перше 1 і друге 6 джерела постійного струму, а також перший 3, другий 4, третій 2, четвертий 5, сьомий 12, восьмий 13 транзистори утворюють схему завдання робочих точок каскадів схеми. Тринадцятий 16, чотирнадцятий 17, п'ятнадцятий 21, шістнадцятий 22 транзистори утворюють двонаправлений відбивач струму, який у поєднанні з компенсаторами, які побудовано на дев'ятому 11 і одинадцятому 15 та десятому 14 і дванадцятому 18 транзисторами відповідно, завдають робочі точки підсилювальних каскадів, які побудовано на сімнадцятому 20 і вісімнадцятому 23 транзисторах відповідно. П'ятнадцятий 21, шістнадцятий 22, дев'ятнадцятий 24, двадцятий 25 транзистори утворюють двотактний вихідний каскад. Резистор зворотного зв'язку 19 задає коефіцієнт підсилення. Шини додатного 26 і від'ємного 28 живлення, а також шина нульового потенціалу 8 забезпечують потрібний рівень напруги для живлення схеми. 7 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 42951 8 Підписне Тираж 28 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