SU1665500A2 - Voltage follower - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиотехнике. Цель изобретени  - снижение мощности потреблени  и нелинейных искажений. Повторитель напр жени  содержит полевые транзисторы (ПТ) 1 - 4, источники 5 и 6 тока, двухполюсник 7 смещени  и источник питани  с шинами 8 и 9. Принцип работы повторител  напр жени  основан на том, что в зависимости от пол рности входного сигнала выходной сигнальный ток формируетс  либо ПТ 3, либо ПТ 4, т. е. организуетс  режим работы устройства в классе АВ. 1 ил.The invention relates to radio engineering. The purpose of the invention is to reduce power consumption and non-linear distortion. The voltage follower contains field effect transistors (PT) 1-4, current sources 5 and 6, bi-terminal 7 bias and power supply with buses 8 and 9. The principle of operation of the voltage repeater is based on the fact that, depending on the polarity of the input signal, the output signal the current is generated by either the PT 3 or the PT 4, i.e., the operation mode of the device in class AB is organized. 1 il.

Description

Изобретение относится к радиотехнике, может использоваться в интегральной полупроводниковой схемотехнике и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1561193.The invention relates to radio engineering, can be used in integrated semiconductor circuitry and is an improvement of the device according to ed. St. No. 1561193.

Цель изобретения = снижение мощности потребления и нелинейных искажений.The purpose of the invention = reducing power consumption and non-linear distortion.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема повторителя напряжения.The drawing shows a circuit diagram of a voltage follower.

Повторитель напряжения содержит первый - четвертый полевые транзисторы 1-4, первый 5, второй 6 источники тока, двухполюсник 7 смещения, первую 8 и вторую 9 шины источника питания.The voltage follower contains first to fourth field-effect transistors 1-4, first 5, second 6 current sources, bi-terminal 7 bias, the first 8 and second 9 bus power source.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Принцип работы повторителя напряжения основан на том, что в зависимости от полярности входного сигнала выходной сигнальный ток формируется третьим 3 либо четвертым 4 полевыми транзисторами т.е. организуется режим работы устройства в классе АВ.The principle of operation of the voltage follower is based on the fact that, depending on the polarity of the input signal, the output signal current is generated by the third 3 or fourth 4 field-effect transistors i.e. the mode of operation of the device in class AB is organized.

При отсутствии сигнала на входе повторителя напряжения через первый 1 и третий 3 полевые транзисторы протекает режимный ток 1₀, задаваемый первым источником 5 тока и цепью обратной связи, включающей в себя второй полевой транзистор 2, двухполюсник 7 смещения и второй источник 6 тока. При этом двухполюсник 7 смещения формируеттакое постоянное напряжение мехсду его первой и второй шинами, что режимный ток через четвертый полевой транзистор 4 не течет либо протекает незначительный ток смешения 1_См< < Ιο.In the absence of a signal at the input of the voltage follower through the first 1 and third 3 field-effect transistors, a mode current 1 ₀ flows, set by the first current source 5 and a feedback circuit including a second field-effect transistor 2, a bi-terminal 7 bias, and a second current source 6. In this case, the bi-terminal bias 7 generates such a constant voltage between the first and second buses that the mode current does not flow through the fourth field-effect transistor 4 or an insignificant mixing current 1 _C m <<Ιο flows.

При работе повторителя напряжения на нагрузку и подаче на его вход отрицательного напряжения на стоке первого полевого транзистора 1 напряжение увеличивается, приводя к уменьшению напряжения на стоке второго полевого транзистора 2, которое через двухполюсник 7 смещения поступает на вход третьего полевого транзистора 3 и приводит к увеличению тока Н, протекающего через третий полевой транзистор 3, а значит и в нагрузку. При этом 1т=1₀+!н. где 1_Н - ток, протекающий через нагрузку, значение которого зависит от амплитуды входного напряжения й сопротивления нагрузки. Следует заметить, что режимное напряжение между входом и истоком первого полевого транзистора 1 при этом сохранится прежним, так как через него будет протекать лишь ток i_o. таким образом, весь выходной ток повторителя напряжения при подаче на его вход отрицательного напряжения формируется третьим первым транзистором 3, а четвертый полевой транзистор 4 оказывается при этом закрыт.When the voltage follower operates on the load and a negative voltage is applied to its input at the drain of the first field-effect transistor 1, the voltage increases, leading to a decrease in the voltage at the drain of the second field-effect transistor 2, which is fed to the input of the third field-effect transistor 3 through a bi-terminal 7 and leads to an increase in current H flowing through the third field effect transistor 3, and therefore into the load. Moreover, 1m = 1 ₀ +! N. where 1 _N is the current flowing through the load, the value of which depends on the amplitude of the input voltage and load resistance. It should be noted that the operating voltage between the input and source of the first field effect transistor 1 remains the same, since only current i _o will flow through it. Thus, the entire output current of the voltage follower when a negative voltage is applied to its input is generated by the third first transistor 3, and the fourth field-effect transistor 4 is thus closed.

При подаче на вход повторителя напряжения положительного напряжения напряжение на стоке первого полевого транзистора 1 уменьшится, приводя к увеличению напряжения на стоке второго полевого транзистора 2, которое через двухполюсник 7 смещения поступает на вход третьего полевого транзистора Зй приводит к уменьшению, протекающего через него тока Ii=I₀-Ih и увеличению тока, протекающего через нагрузку. По мере увеличения амплитуды положительного входного напряжения ток 1_н сравнивается с током 1₀, приводя к прекращению протекания тока через третий полевой транзистор 3 и дальнейшему увеличению напряжения на стоке второго полевого транзистора 2. Это приведет к тому, что когда третий полевой транзистор 3 полностью закроется, то начнет открываться четвертый полевой транзистор 4, обеспечивая дальнейшее увеличение тока через нагрузку. При этом ток 1₂ через четвертый полевой транзистор 4 равен 1₂=1н~1о. Таким образом, в зависимости от амплитуды положительного входного напряжения ток нагрузки 1₀ формируется либо током Н, либо 1₂.When a positive voltage is applied to the input of the repeater voltage, the voltage at the drain of the first field-effect transistor 1 decreases, leading to an increase in voltage at the drain of the second field-effect transistor 2, which, through the bi-terminal 7 of the bias, is fed to the input of the third field-effect transistor Zy, leading to a decrease in the current Ii = I ₀ -Ih and an increase in the current flowing through the load. As the amplitude of the positive input voltage increases, the current 1 _{n is} compared with the current 1 ₀ , leading to the cessation of current flow through the third field effect transistor 3 and a further increase in voltage at the drain of the second field effect transistor 2. This will lead to the situation when the third field effect transistor 3 is completely closed , then the fourth field effect transistor 4 starts to open, providing a further increase in current through the load. In this case, the current 1 ₂ through the fourth field-effect transistor 4 is equal to 1 ₂ = 1n ~ 1o. Thus, depending on the amplitude of the positive input voltage, the load current 1 ₀ is formed either by the current N, or 1 ₂ .

Как следует из описания работы повторителя напряжения его сигнальный выходной ток нагрузки 1н может значительно превы шать режимный ток 1₀ как при положительном, так и при отрицательном входном напряжении. При этом режимная разность потенциалов между входом и выходом повторителя напряжения определяется режимным напряжением между входом и истоком первого полевого транзистора 1 и в течение работы повторителя напряжения остается неизменным, что обеспечивается поддержанием на неизменном уровне тока 1₀ первого полевого транзистора 1. Это, кроме снижения мощностй потребления повторителя напряжения, приводит к уменьшению нелинейных искажений.As follows from the description of the operation of the voltage follower, its signal output load current of 1 n can significantly exceed the operating current of 1 _{0 for} both positive and negative input voltages. In this case, the potential difference between the input and output of the voltage follower is determined by the operating voltage between the input and source of the first field-effect transistor 1 and remains constant during the operation of the voltage follower, which is ensured by maintaining the current field 1 _{0 of the} first field-effect transistor 1. This, in addition to reducing power voltage follower consumption, reduces non-linear distortion.

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Повторитель напряжения по авт. св. № 1561193, отличающийся тем, что, с целью снижения мощности потребления и нелинейных искажений, введены четвертый полевой транзистор, имеющий тип первого полевого транзистора и двухполюсник смещения, причем выход второго источника тока и затвор третьего полевого транзистора соединены со стоком второго полевого транзистора через двухполюсник смещения, затвор и исток четвертого полевого транзистора соединены соответственно со стоком второго и истоком первого полевых транзисторов, а сток четвертого полевого транзистора подключен к первой шине источника питания.Voltage repeater on aut. St. No. 1561193, characterized in that, in order to reduce power consumption and nonlinear distortion, a fourth field-effect transistor, having the type of a first field-effect transistor and a two-pole bias, is introduced, with the output of the second current source and the gate of the third field-effect transistor connected to the drain of the second field-effect transistor through a two-pole bias , the gate and the source of the fourth field-effect transistor are connected respectively to the drain of the second and the source of the first field-effect transistors, and the drain of the fourth field-effect transistor is connected to the first power supply bus.