174002. lajstromszámú szabadalom • Nagysebességű analóg komparátor kapcsolási elrendezés
3 174002 4 feszültségosztót egyedileg kel! kompenzálni, a szórt elemek értékéhez. A követő fokozat feszültségei ősit cse is eltér az egységnyitől, így a leosztás értéket ís ki!lön kell beállítani. A követő fokozat adott hihaszazalékához tartozó beállási időnél kisebb késleltetési idő elvileg sem érhető el. Emiatt ez a megoldás általában lényegesen nagyobb késleltetési időt eredményez mint ami egy többfokozatú önmagában álló komparátornak van. Az ismertetett komparátorok és kiegészítő megoldások felsorolt hátrányos tulajdonságai elkerülése végett szükségessé vált egy olyan analóg komparátor kapcsolási elrendezés kialakítása, mely széles bemeneti feszültségtartományban használható, a szokásosnál nagyobb bemeneti impedanciájú és nagysebességű jellemzői nem kedvezőtlenebbek az ismert komparátorokénál. Jelen találmány kidolgozásánál célunk volt még a komparátor áramköri elrendezés olyan kialakítása is, mely gazdaságosan, tetszőleges, de leginkább monolit vagy hibridtechnológiával gyártható és nem igényel különleges vagy költséges alkatrészt. Találmányunk szerinti kapcsolási elrendezésnek legalább egy bemeneti fokozata, egy erősítő fokozata és egy végfokozata, valamint adott esetben terhelést meghajtó kapuáramköre van. Lényege, hogy minden fokozat differenciálerősítővel kialakított. Az egyes fokozatok bemenetéit a benne elrendezett differenciálerősítők vezérelt eszközeinek vezérlőelektródája/bázisa, kimeneteit pedig a vezérelt eszközök drain-jai/kollektorai leágaztatva képezik. Az egyes fokozatok egyenáramú csatolással vannak egymáshoz csatlakoztatva. Az első és utolsó fokozatnak diódás osztóhoz kapcsolt aktív áramgenerátora van, ahol az áramgenerátor vezérelt eszközének főként tranzisztorának bázis-emitter diódájával párhuzamosan az osztóban egy vagy több dióda van elrendezve. Egy közbenső fokozatnak diódákkal, és adott esetben ellenállással kialakított kollektor/drain munkaterhelése van, és ugyanakkor ennek a fokozatnak áramgenerátorát nyolcadik ellenállás képezi. A bemeneti fokozatnak gyorsító áramköre van. A találmány szerinti kapcsolási elrendezésnek másik jellemzője szerint a bemeneti differenciálerősítő fokozatnak gyorsító áramköre van, a bemeneti differenciálerősítő fokozat és a végfokozat közé szintáttevő fokozat helyett differenciálerősítő fokozat van iktatva, és a bemeneti differenciálerősítő fokozat bemenetére kapcsolódó vezérelt eszközök térvezérléses üzemmódú tranzisztorok. Egyik kiviteli változat szerint a bemeneti differenciálerősítő fokozat áramgenerátorának aktív eszköze és a tápfeszültségforrás egyik kapcsa közé van a gyorsító áramkört megvalósító áramerősítő fokozat iktatva. Egy másik kiviteli változat szerint a bemeneti differenciálerősítő fokozat táplálási kapcsa és a tápfeszültségforrás egyik kapcsa közé gyorsítóáramkört megvalósító kétpólus van iktatva. További előnyös kiviteli változatnál a gyorsító fokozatban ötödik tranzisztor kollektorával a tápfeszültségforrás második kapcsára, bázisával az áramgenerátorban elhelyezett aktív eszköz kollektorára, emitterével egyrészt negyedik ellenálláson keresztül negyedik tranzisztor emitterére, másrészt kondenzátoron keresztül az aktív eszköz emitterére kötött A negyedik tranzisztor bázisa az aktív eszköz kollektora és a bemeneti differenciálerősítő fokozat táplálási kapcsa közé egymással sorbakötött harmadik ellenállás és egy vagy több egymással sorbakötött második dióda közösített kapcsára, kollektora pedig a tápfeszültségforrás második kapcsára csatlakoztatott. Az áramgenerátor aktív eszközének, főként harmadik tranzisztorának vezérlőelektródája a tápfeszültségforrás két kapcsa közé iktatott első osztó kimeneti kapcsára kötött, ahol az első osztónak az aktív eszköz, főként tranzisztor bázis-emitter diódájával párhuzamosan kapcsolódó tagja egy vagy egymással sorbakötött több első dióda. A bemeneti differenciálerősítő fokozatban elrendezett térvezérléses üzemmódú tranzisztorok kollektorai ötödik ill. hetedik ellenálláson keresztül közösítve hatodik ellenálláson át kapcsoltak a tápfeszültségforrás első kapcsára, mimellett az egyes kollektorok és a hozzájuk kapcsolódó ellenállások közösített kapcsai a bemeneti differenciálerősítő fokozat egy-egy kimenetét képezik. Az egy-egy bemenetével a bemeneti differenciálerősítő fokozat kimenetére kapcsolódó differenciálerősítő fokozatban elrendezett tranzisztorok kollektorai egy vagy több, egymással sorbakötött harmadik, ill negyedik diódán keresztül közösítve kilencedik ellenállás közbeiktatásával kapcsolódnak a tápfeszültségforrás első kapcsára, s a tranzisztorok kollektora és a hozzájuk kapcsolódó diódák közösített kapcsa képezi a differenciálerősítő fokozat egy-egy kimenetét. A differenciálerősítő fokozatban elrendezett tranzisztorok közösített emittere nyolcadik ellenálláson keresztül kapcsolt a tápfeszültségforrás második kapcsára. A végfokozatban elrendezett szimmetrikus kimenetű differenciálerősítőnek nyitott kollektorú áramgenerátora van és az áramgenerátorban elrendezett tizedik tranzisztor bázisa a tápfeszültségforrás két kapcsa közé iktatott második osztó kimenetére kapcsolt. A második osztónak a tizedik tranzisztor bázis-emitter diódájával párhuzamosan kapcsolódó tagját egy vagy egymással sorbakötött több ötödik dióda képezi. A kimeneti terhelést meghajtó kapuáramkörök egy-egy bemenetűkkel a végfokozat kimenetére kötöttek. Áramköri elrendezésünk előnyei egy megvalósított komparátor kedvező paramétereiben nyilvánulnak meg. Méréseink alapján a vezérelt áramerősítő fokozattal megvalósított gyorsítóáramkörös kivitelnél a kivezérelhetőségi tartományt ±10 V-os értékű, A bementi impedancia 10® ohmnál na5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
