174002. lajstromszámú szabadalom • Nagysebességű analóg komparátor kapcsolási elrendezés
5 174002 6 gyobbnak, a bemenő kapacitás 3 pF-nyinak adódott és 100 mV-os túlvezérlésnél a késleltetési időt 8 nsec-nak találtuk. A továbbiakban találmányunkat egy jellegzetes kiviteli példa bemutatásával ismertetjük, hivatkozva a csatolt rajzokra, ahol az 1. ábra a találmány szerinti komparátor blokksémáját, a 2. ábra pedig a komparátor elvi kapcsolási elrendezését mutatja. Az 1. ábrán láthatóan a komparátornak térvezérléses tranzisztorokkal kialakított B bemeneti differenciálerősítő fokozata van, ahol magának a differenciálerősítőnek A áramgenerátora és G gyorsító áramköre van. A B bemeneti differenciálerősítő fokozat bemenetéit a vezérelt eszközöket megvalósító térvezérléses tranzisztorok gate elektródái képezik. A B bemeneti differenciálerősítő fokozat kimenetére D differenciálerősítő fokozat, annak kimenetére pedig sorrendben V végerősítő fokozat és kimeneti terhelést meghajtó K kapuáramkör csatlakoztatott. A 2. ábrán egy megvalósított komparátor vázlatos kapcsolási elrendezését mutatjuk be. Az ábrán láthatóan a komparátor bemenetelt a B bemeneti differenciálerősítő fokozatban elrendezett differenciálerősítő 1 és 2 térvezérléses tranzisztorainak gate elektródái képezik. Az 1 és 2 térvezérléses tranzisztorok drain elektródája leágaztatva egyrészt ezen fokozat kimenetét, másrészt 25 ötödik és 27 hetedik ellenálláson keresztül közösítetten 26 hatodik ellenállás közbeiktatásával a tápfeszültségforrás 50 első kapcsára kötöttek. Az 1 és 2 térvezérléses tranzisztorok közösített source elektródája az A áramgenerátor kimenetére kötött. Az A áramgenerátornak nyitott kollektoros kialakítású, 3 harmadik tranzisztora van, melynek emittere 22 második ellenálláson keresztül a tápfeszültségforrás második 40 kapcsára kötött, kollektora pedig egymással soros elrendezésben levő 12 és 12’ második diódákon és 23 harmadik ellenálláson keresztül kimenetet képeznek. Az A áramgenerátorhoz szervesen kapcsolódik a G gyorsító áramkört megvalósító vezérelt áramerősítő fokozat. A vezérelt áramerősítő fokozatnak a tápfeszültségforrás két 40 és 50 kapcsa közé kötött n-p-n vezetési típusú 4 negyedik tranzisztora és ennek emitteréhez 24 negyedik ellenálláson keresztül csatlakozó p-n-p vezetési típusú 5 ötödik tranzisztora van. Az 5 ötödik tranzisztor bázisa az A áramgenerátorban elrendezett 3 harmadik tranzisztor kollektorához van csatlakoztatva, emittere pedig leágaztatva 35 kondenzátoron keresztül a 3 harmadik tranzisztor emitterére kötött. A 4 negyedik tranzisztor bázisa a 12 második dióda és 23 harmadik ellenállás közösített kapcsához van kötve. Az A áramgenerátor 3 harmadik tranzisztorának bázisa a tápfeszültségforrás két 40 és 50 kapcsa közé iktatott 21 első ellenállással és egymással sorbakötött 11 és 11’ első diódákkal kialakított első osztó kimenetére kötött, ahol az osztó alsó, a három tranzisztor bázis-emitter diódájával párhuzamosan kapcsolódó tagját a diódák képezik. A komparátor második fokozatát D differenciálerősítő fokozat képezi, melyet egy nagysebességű differenciálerősítő alkot. A D differenciálerősítő fokozat bemenetét a differenciálerősítőben elrendezett n-p-n vezetési típusú 6 hatodik és 7 hetedik tranzisztorok bázisa képezi, míg kimenetét a kollektorok leágaztatása. Kollektorellenállást mindkét 6 és 7 hatodik és hetedik tranzisztornál két egymással sorbakötött 13 és 13’ harmadik, ill. 14 és 14’ negyedik dióda képez, ezek anódjai közösítve 29 kilencedik ellenálláson keresztül a tápfeszültségforrás első 50 kapcsára vannak csatlakoztatva. A D differenciálerősítő fokozatnak áramgenerátorát 28 nyolcadik ellenállás alkotja, mely a tápfeszültségforrás második 40 kapcsa, s a 6 hatodik tranzisztor és 7 hetedik tranzisztorok közösített emittere közé iktatott. A V végerősítőfokozat is differenciálerősítővel kialakított. Bemenetét a differenciálerősítőben elrendezett p-n-p vezetési típusú 8 nyolcadik és 9 kilencedik tranzisztorok bázisa képezi, míg kimenetét a kollektorok leágaztatása. A V végerősítő fokozatnak nyitott kollektoros áramgenerátora van, ahol 10 tizedik tranzisztor emitterével 30 tizedik ellenálláson keresztül a tápfeszültségforrás első 50 kapcsára kötött. A 10 tizedik tranzisztor bázisa a tápfeszültségforrás két 40 és 50 kapcsa közé iktatott 33 tizenharmadik ellenállásból és egymással sorbakötött két 15 és 15’ ötödik diódákból kialakított második osztó kimenetére kapcsolt. Az osztó olyan kialakítású, hogy a 10 tizedik tran zisztor bázis-emitter diódájával az osztóban a 15 és 15’ ötödik diódák kapcsolódnak párhuzamosan. A differenciálerősítő szimmetrikus kimenetű, kollektorellenállásait 31 tizenegyedik ellenállás és 32 tizenkettedik ellenállás képezi, melyek közösített potenciálú kapocsra kötöttek. A kimeneti terhelést meghajtó K kapuáramkörök egy-egy bemenetűkkel a V végerősítő fokozat kimenetére kapcsoltak, míg a többi bemenetűk kapuzási célokra fenntartott. A komparátor működése az ismert komparátorokéval megegyezik. A B bemeneti differenciálerősítő fokozat a bemeneti jelek különbségét erősíti és a D differenciálerősítő fokozatot, ill. az a V végerősítő fokozatot vezérli. Minden fokozat úgy van kialakítva, ill. a kollektorterhelések úgy vannak megválasztva, hogy a teljes kivezérlésű tartományban az aktív eszközök munkapontjai a karakterisztikájuk lineáris tartományában maradnak,ezáltal túlvezérlés, ill. a telítés jelensége nem lép fel. A komparátor átbillenésénél 23 harmadik ellenálláson megjelenő tranziens jel a gyorsító áramkörök 35 kondenzátorán keresztül az áramgenerátor 3 harmadik tranzisztorát vezérli, s ezzel biztosítja mindkét irányban a gyorsabb átkap5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
