Підсилювач постійного струму

Реферат: Підсилювач постійного струму містить шини додатного та від'ємного живлення, вхідну і вихідну шини, перше та друге джерела струмів, шину нульового потенціалу, шістнадцять біполярних транзисторів, чотири транзистори, емітери, як перший, другий, третій та четвертий транзистори використані біполярні транзистори. UA 117386 U (54) ПІДСИЛЮВАЧ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ UA 117386 U UA 117386 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до імпульсної техніки і може бути використана в аналоговоцифрових перетворювачах і цифрових вимірювальних приладах. Відомо підсилювач постійного струму [Деклараційний патент України на корисну модель № 21203, МПК H03F 3/26, опублікований в бюл. № 3, 2007 р.], що містить вхідний резистор, резистор зворотного зв'язку, коригуючий конденсатор, шини додатного та від'ємного живлення, вхідну і вихідну шини, перше та друге джерела струмів, шину нульового потенціалу, вісім біполярних n-р-n та вісім біполярних p-n-р транзисторів, два n-типу та два р-типу польових транзисторів, причому вхідну шину з'єднано з першим виводом вхідного резистора, другий вивід вхідного резистора з'єднано з затворами третього р-типу і четвертого n-типу польових транзисторів, а також з першими виводами резистора зворотного зв'язку та коригуючого конденсатора, стоки третього р-типу і четвертого n-типу польових транзисторів об'єднано та з'єднано з шиною нульового потенціалу, витоки та підкладки третього р-типу і четвер того nтипу польових транзисторів з'єднано з емітерами п'ятого n-p-n і шостого р-n-р біполярних транзисторів відповідно, колектори п'ятого n-p-n і шостого р-n-р біполярних транзисторів з'єднано з базами одинадцятого р-n-р і дванадцятого n-р-n біполярних транзисторів відповідно, а також з колекторами сьомого р-n-р і восьмого n-p-n біполярних транзисторів відповідно, бази п'ятого n-p-n і шостого p-n-р біполярних транзисторів з'єднано з базами та колекторами третього n-р-n і четвертого p-n-р біполярних транзисторів відповідно, а також з першими виводами першого і другого джерел струмів, емітери третього n-p-n і четвертого p-n-р біполярних транзисторів з'єднано з витоками та підкладками першого р-типу і другого n-типу польових транзисторів відповідно, стоки і затвори першого р-типу і другого n-типу польових транзисторів об'єднано та з'єднано з шиною нульового потенціалу, другі виводи першого і другого джерел струмів з'єднано з базами та колекторами першого p-n-р, другого n-p-n, дев'ятого p-n-р, десятого n-р-n біполярних транзисторів відповідно, а також з базами сьомого p-n-р і восьмого np-n біполярних транзисторів відповідно та з емітерами одинадцятого p-n-р і дванадцятого n-p-n біполярних транзисторів відповідно, емітери першого p-n-р, сьомого p-n-р, дев'ятого p-n-р та колектор п'ятнадцятого n-р-n біполярних транзисторів з'єднано з шиною додатного живлення, емітери другого n-р-n, восьмого n-р-n, десятого n-р-n та колектор шістнадцятого p-n-р біполярних транзисторів з'єднано з шиною від'ємного живлення, колектори одинадцятого р-n-р і дванадцятого n-p-n біполярних транзисторів з'єднано з базами та колекторами тринадцятого np-n і чотирнадцятого p-n-р біполярних транзисторів відповідно, а також з базами п'ятнадцятого n-p-n і шістнадцятого р-n-р біполярних транзисторів відповідно, емітери тринадцятого n-p-n і чотирнадцятого p-n-р біполярних транзисторів об'єднано, емітери п'ятнадцятого n-p-n і шістнадцятого p-n-р біполярних транзисторів об'єднано та з'єднано з другими виводами коригуючого конденсатора та резистора зворотного зв'язку, а також з вихідною шиною. Недоліками аналога є вищий коефіцієнт нелінійних спотворень і низький коефіцієнт передачі, що обмежує галузь використання пристроїв. За найближчий аналог вибрано підсилювач постійного струму [Патент України № 26533, МПК P03F 3/26, опублікований в бюл. № 15, 2007 p.], що містить коригуючий конденсатор, шини додатного та від'ємного живлення, вхідну і вихідну шини, перше та друге джерела струмів, шину нульового потенціалу, вісім біполярних n-р-n та вісім біполярних p-n-р транзисторів, в подальшому шістнадцять біполярних транзисторів два n-типу та два р-типу польових транзисторів, в подальшому чотири транзистори, причому вхідну шину з'єднано з затворами третього р-типу і четвертого n-типу польових транзисторів, а також з першим виводом коригуючого конденсатора, витоки та підкладки третього р-типу і четвертого n-типу польових транзисторів з'єднано з емітерами п'ятого n-р-n і шостого p-n-р біполярних транзисторів відповідно, колектори п'ятого n-p-n і шостого p-n-р біполярних транзисторів з'єднано з базами одинадцятого р-n-p і дванадцятого n-p-n біполярних транзисторів відповідно, а також з колекторами сьомого p-n-р і восьмого n-p-n біполярних транзисторів відповідно, бази п'ятого np-n і шостого p-n-р біполярних транзисторів з'єднано з базами та колекторами третього n-p-n і четвертого p-n-р біполярних транзисторів відповідно, а також з першими виводами першого і другого джерел струмів відповідно, емітери третього n-p-n і четвертого p-n-р біполярних транзисторів з'єднано з витоками та підкладками першого р-типу і другого n-типу польових транзисторів відповідно, стоки і затвори першого р-типу і другого n-типу польових транзисторів об'єднано та з'єднано з шиною нульового потенціалу, емітери першого р-n-р, сьомого p-n-р, дев'ятого р-n-р та колектор п'ятнадцятого n-p-n біполярних транзисторів з'єднано з шиною додатного живлення, емітери другого n-р-n, восьмого n-p-n, десятого n-р-n та колектор шістнадцятого р-n-р біполярних транзисторів з'єднано з шиною від'ємного живлення, бази сьомого р-n-р і восьмого n-р-n біполярних транзисторів з'єднано з базами та колекторами першого р-n-р, другого n-р-n, дев'ятого р-n-р та десятого n-р-n біполярних транзисторів 1 UA 117386 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 відповідно, а також з емітерами одинадцятого р-n-р та дванадцятого n-р-n біполярних транзисторів відповідно, колектори одинадцятого р-n-р і дванадцятого n-р-n біполярних транзисторів з'єднано з базами та колекторами тринадцятого n-p-n і чотирнадцятого рn-р біполярних транзисторів відповідно, а також з базами п'ятнадцятого n-p-n і шістнадцятого р-n-р біполярних транзисторів відповідно, емітери тринадцятого n-p-n і чотирнадцятого р-n-р біполярних транзисторів об'єднано, емітери п'ятнадцятого n-р-n і шістнадцятого р-n-р біполярних транзисторів об'єднано та з'єднано з другим виводом коригуючого конденсатора та з вихідною шиною, який відрізняється тим, що другі виводи першого та другого джерел струму з'єднано з шинами додатного та від'ємного живлення відповідно, стоки третього р-типу і четвертого n-типу польових транзисторів з'єднано з базами сьомого р-n-р і восьмого n-р-n біполярних транзисторів відповідно, а також з базами та колекторами першого р-n-р, другого np-n, дев'ятого р-n-р та десятого n-р-n біполярних транзисторів відповідно, а також з емітерами одинадцятого р-n-р та дванадцятого n-р-n біполярних транзисторів відповідно. Недоліком найближчого аналога є низький коефіцієнт підсилення по струму, що обмежує галузь використання пристрою. В основу корисної моделі поставлена задача створення підсилювача постійного струму, в якому за рахунок введення нових елементів та зв'язків між ними буде збільшено коефіцієнт підсилення, це розширює галузь використання запропонованої корисної моделі у різноманітних пристроях імпульсної та обчислювальної техніки, автоматики, тощо. Поставлена задача вирішується тим, що підсилювач постійного струму, що містить шини додатного та від'ємного живлення, вхідну і вихідну шини, перше та друге джерела струмів, шину нульового потенціалу, шістнадцять біполярних транзисторів, чотири транзистори, причому вхідну шину з'єднано з затворами третього і четвертого транзисторів, витоки та підкладки третього і четвертого транзисторів з'єднано з емітерами п'ятого і шостого біполярних транзисторів відповідно, бази п'ятого і шостого біполярних транзисторів з'єднано з базами третього і четвертого біполярних транзисторів відповідно, емітери третього і четвертого біполярних транзисторів з'єднано з витоками першого і другого транзисторів відповідно, стоки і затвори першого і другого польових транзисторів об'єднано та з'єднано з шиною нульового потенціалу, відповідно до корисної моделі бази третього і четвертого біполярних транзистора з'єднані з колекторами п'ятого і шостого біполярних транзисторів відповідно, а також з емітерами першого і другого біполярних транзисторів відповідно, a також з базами одинадцятого і чотирнадцятого біполярного транзисторів відповідно, колектори третього і четвертого біполярних транзисторів з'єднано з першими виводами першого і другого джерел живлення відповідно, а також з базами першого і другого біполярних транзисторів відповідно, колектори третього і четвертого транзисторів об'єднані та з'єднані з базами дванадцятого і тринадцятого біполярних транзисторів відповідно, емітери одинадцятого, дванадцятого, тринадцятого, тринадцятого, чотирнадцятого біполярних транзисторів попарно об'єднані, колектори дванадцятого і тринадцятого біполярних транзисторів з'єднано з базами дев'ятого і восьмого біполярних транзисторів, а також з колекторами шістнадцятого і п'ятнадцятого біполярних транзисторів відповідно, емітери восьмого і дев'ятого біполярних транзисторів з'єднано з колекторами і базами сьомого і десятого біполярних транзисторів, а також з базами п'ятнадцятого і шістнадцятого біполярних транзисторів відповідно, шина нульового потенціалу з'єднана з другими виходами першого і другого джерел живлення відповідно, шина додатного потенціалу з'єднана з колекторами першого і одинадцятого біполярних транзисторів та з емітерами п'ятнадцятого і сьомого біполярних транзисторів, а шина від'ємного потенціалу з'єднана з колекторами другого і чотирнадцятого біполярних транзисторів та з емітерами шістнадцятого і десятого біполярних транзисторів, вихідна шина з'єднана з колекторами восьмого та дев'ятого біполярних транзисторів. Як перший, другий, третій та четвертий транзистори використані біполярні транзистори. На кресленні представлено принципову схему підсилювача струму. Пристрій містить вхідну шину 8, яку з'єднано з базами третього 11 і четвертого 12 транзисторів, а їхні колектори об'єднано і з'єднано з базами дванадцятого 16 і тринадцятого 17 біполярних транзисторів, а також їхні емітери з'єднані з емітерами п'ятого 10 і шостого 13 біполярних транзисторів відповідно, емітери першого 9 і другого 14 біполярних транзисторів з'єднані з колекторами і базами четвертого 10 і шостого 13 біполярних транзисторів, базами третього 3 і четвертого 6 біполярних транзисторів та базами одинадцятого 15 і чотирнадцятого 18 біполярних транзисторів відповідно, a також бази з'єднано з першими виводами першого 2 і другого 7 джерелом струму та з колекторами третього 3 і четвертого 6 біполярних транзисторів відповідно, шина нульового потенціалу 1 з'єднано з колекторами і базами першого 4 і другого 5 транзисторів, емітери третього 3 і четвертого 6 біполярних транзисторів з'єднано з емітерами 2 UA 117386 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 першого 4 і другого 5 транзисторів відповідно, шину додатного потенціалу 25 з'єднано з емітерами п'ятнадцятого 19, сьомого 21 та з колекторами одинадцятого 15, першого 9 біполярних транзисторів, а шина від'ємного потенціалу з'єднана з емітерами шістнадцятого 20, десятого 24 та колекторами чотирнадцятого 18, другого 14 біполярних транзисторів, емітери восьмого 22 і дев'ятого 23 біполярних транзисторів з'єднані з колекторами і базами сьомого 21 і десятого 24 та з базами п'ятнадцятого 19 і шістнадцятого 20 біполярних транзисторів відповідно, а їхні бази з колекторами п'ятнадцятого 19 і шістнадцятого 20 біполярних транзисторів відповідно, а також з колекторами тринадцятого 17 і дванадцятого 16 біполярних транзисторів відповідно, емітери одинадцятого 15, дванадцятого 16, тринадцятого 17, чотирнадцятого 18 об'єднано попарно, колектори восьмого 22 і дев'ятого 23 біполярних транзисторів об'єднано та з'єднано з шиною виходу 26. Пристрій працює таким чином. При подачі на вхідну шину додатної напруги, вона надходить на бази третього 11 і четвертого 12 транзисторів, при чому четвертий 12 транзистор привідчиняється, а третій 11 призачиняється. У свою чергу це призводить до того, що шостий 13 і другий 14 біполярних транзистори відкриваються, а четвертий 10 і перший 9 закриваються. Як наслідок струм протікає з третього 11 транзистора через тринадцятий 17 на базу восьмого 22 і на колектор п'ятнадцятого 19, восьмий 22 транзистор закривається і струм протікає з шини додатного потенціалу через сьомий 21 і восьмого 22 транзистори на шину виходу. Струм, який проходить з четвертого 12 транзистора через дванадцятий 16 на базу дев'ятого 23, відкриває його, потенціал в точці об'єднання колектора восьмого 22 і дев'ятого 23 біполярних транзисторів прямує до -Еж. При цьому потенціал вхідної шини 26 відслідковує потенціал точки об'єднання колекторів восьмого 22 і дев'ятого 23 біполярних транзисторів і наближається до - Еж. При подачі на вхідну шину від'ємної напруги, вона надходить на бази третього 11 і четвертого 12 транзисторів, причому четвертий 12 транзистор призакривається, а третій 11 привідкривається. У свою чергу це призводить до того, що шостий 13 і другий 14 біполярних транзистори закриваються, а четвертий 10 і перший 9 відкриваються. Як наслідок струм протікає з четвертого 12 транзистора через тринадцятий 17 на базу восьмого 22 і на колектор п'ятнадцятого 19, восьмий 22 біполярних транзистор відкривається і струм втікає в шини додатного потенціалу через сьомий 21 і восьмий 22 транзистори з шину виходу. Струм, який проходить з четвертого 12 біполярного транзистора через дванадцятий 16 на базу дев'ятого 23, закриває його, потенціал в точці об'єднання колектора восьмого 22 і дев'ятого 23 біполярних транзисторів прямує до Еж. При цьому потенціал вхідної шини 26 відслідковує потенціал точки об'єднання колекторів восьмого 22 і дев'ятого 23 біполярних транзисторів і наближається до Еж. Третій 3, перший 9, п'ятий 10, одинадцятий 15 та четвертий 6, шостий 13, другий 14, чотирнадцятий 18 відбивачі струму разом з першим 1 і другим 7 джерелами струму відповідно утворюють схему задання режиму схеми по постійному струмі. Третій 11 і четвертий 12 транзистори разом з першим 9, п'ятим 10 і шостим 13, другим 14 біполярними транзисторами утворюють вхідний підсилювальний каскад. Дванадцятий 16, тринадцятий 17 разом з одинадцятим 15, чотирнадцятим 18 біполярними транзисторами утворюють проміжний підсилювальний каскад. П'ятнадцятий 19, сьомий 21, восьмий 22 і дев'ятий 23, десятий 24, шістнадцятий 20 біполярний транзистор утворюють відбивачі Уїлсона, які забезпечують підвищення вихідного опору, що у свою чергу призводить до підвищення точності роботи схеми. Шина додатного живлення 25 і шина від'ємного живлення 27 і шина нульового потенціалу 1 забезпечують потрібний рівень напруги для живлення схеми. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 60 Підсилювач постійного струму, що містить шини додатного та від'ємного живлення, вхідну і вихідну шини, перше та друге джерела струмів, шину нульового потенціалу, шістнадцять біполярних транзисторів, чотири транзистори, причому вхідну шина з'єднано з затворами третього і четвертого транзисторів, витоки та підкладки третього і четвертого транзисторів з'єднано з емітерами п'ятого і шостого біполярних транзисторів відповідно, бази п'ятого і шостого біполярних транзисторів з'єднано з базами третього і четвертого біполярних транзисторів відповідно, емітери третього і четвертого біполярних транзисторів з'єднано з витоками першого і другого транзисторів відповідно, стоки і затвори першого і другого польових транзисторів об'єднано та з'єднано з шиною нульового потенціалу, який відрізняється тим, що бази третього і четвертого біполярних транзистора з'єднані з колекторами п'ятого і шостого біполярних транзисторів відповідно, а також з емітерами першого і другого біполярних транзисторів відповідно, а також з базами одинадцятого і чотирнадцятого біполярного 3 UA 117386 U 5 10 15 транзисторів відповідно, колектори третього і четвертого біполярних транзисторів з'єднано з першими виводами першого і другого джерел живлення відповідно, а також з базами першого і другого біполярних транзисторів відповідно, колектори третього і четвертого транзисторів об'єднані та з'єднані з базами дванадцятого і тринадцятого біполярних транзисторів відповідно, емітери одинадцятого, дванадцятого, тринадцятого, тринадцятого, чотирнадцятого біполярних транзисторів попарно об'єднані, колектори дванадцятого і тринадцятого біполярних транзисторів з'єднано з базами дев'ятого і восьмого біполярних транзисторів, а також з колекторами шістнадцятого і п'ятнадцятого біполярних транзисторів відповідно, емітери восьмого і дев'ятого біполярних транзисторів з'єднано з колекторами і базами сьомого і десятого біполярних транзисторів, а також з базами п'ятнадцятого і шістнадцятого біполярних транзисторів відповідно, шина нульового потенціалу з'єднана з другими виходами першого і другого джерел живлення відповідно, шина додатного потенціалу з'єднана з колекторами першого і одинадцятого біполярних транзисторів та з емітерами п'ятнадцятого і сьомого біполярних транзисторів, а шина від'ємного потенціалу з'єднана з колекторами другого і чотирнадцятого біполярних транзисторів та з емітерами шістнадцятого і десятого біполярних транзисторів, вихідна шина з'єднана з колекторами восьмого та дев'ятого біполярних транзисторів, як перший, другий, третій та четвертий транзистори використані біполярні транзистори. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4