Операционный усилитель Советский патент 1984 года по МПК G06G7/12 

рого отсекающих диодов и первые выводы соответственно первого и второго токостабилизиругощих двухполюсНИКОВ, эмиттер первого выходного транзистора соединен с эмиттером первого согласующего транзистора, база которого соединена с базой второго выходного транзистора, эмиттер которого подключен к эмитгеру второго согласующего транэистора.

база которого соединена с базой первого выходного транзистора, коллекторы первого и -второго согласующих транзисторов и вторые выводил первого и второго токостабилизирующих двухполюсников подключены к ошне питания, катоды первого и второго отсекающих диодов соединены с шиной напряжения смещения.

1. ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержащий первьй и второй усилительные транзисторы, первый повторитель тока, вход которого соединен с коллектором второго усилительного транзистора, выход первого повторителя тока соединен с входом выходного усилителя, между входом и выходом которого включен корректирующий конденсатор, управляемый стабилизатор тока, базы первого и второго усилительных транзисторов являются соответственно первым и вторым входами операционного усилителя, первый и второй токозадающие резисторы, о тличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, в не го введены второй и третий повторители тока, формирователь управляющего тока, причем коллектор первого усилительного транзистора соединен с входом второго повторителя тока, выход второго повторителя тока подключен к ВХОДУ третьего повторителя тока, выход которого соединен с входом выходного усилителя, дополнительные выходы первого и второго повторителей тока подключены соответст-. венно к первому и второму входам формирова;теля управляклдего тока,выход которого соединен с.входом управляемого стабилизатора тока, выход которого соответственно через первый и. второй токозадаквдие резисторы подключен к эмиттерам первого и второго усилительных транзисторов. 2. Усилитель по п. 1, отличающий с я тем,.что формирователь управляющего тока содержит первый и второй согласующие транзисторы, эмиттеры которых являются соответственно первым и вторым входами формирователя, к коллектору п рвого согласующего транзистора подклюI чен катод первого отсекающего диода и первый вывод первого токостабилиU) зирующего двухполюсника, к коллектору второго согласующего транзистора подключен катод второго отсекающего диода и первый вывод второго токостабипизирующего двухполюсника аноды первого и второго отсекающих диодов соединены с базой выходного транзистора, эмиттер которого является выходом формирователя, коллектор выходного транзистора и вторые выводы первого и второго токостабили зирующих двухполюсников подключены . к шине питания, базы первого и второго согласующих транзисторов соединены с шиной напряжения смещения. 3..Усилитель по п. 1, о т л ич а ю щ и и с я тем, что формирователь управляющего тока содержит первый и второй согласутадае транзисторы, первый и второй выходные транзисторы противоположного типа проводимости , базы которыхявляются соответственно первым и вторым входами формирователя, а коллекторы объединены и являются выходом фсрми« роватёля, к базам первого и второго выходных транзисторов подключены анода| соответственно первого и вто

Изобретение относится к усилительным устройствам и может бЫть использовано в аналоговых вычислительных машинах. Известен операционный усилитель, содержащий первый и второй входные транзисторы, соединенные fto дифференциальной схеме, генератор тока, включенный в эмиттерную цепь входных транзисторов, транзис1 оры активных нагрузок {ij . Однако усилитель имеет низкое быстродействие. Наиболее близким к предлагаемому является операционный усилитель, со держащий первый и второй, усилительные транзисторы, эмиттеры которых подключены к коллектору транзи.стора генератора тока, эмиттер и база которого через первый и токозадающие резисторы подключены к первой шине питания, коллектор второго усилительного транзистора подсоединен к входу выходного ,у сил ителя, между входом и выкодбм которого включен корректирующий крнденсатор, к базе первого усилительного транзистора подключены базы первого и второго дополнительных транзисторов, эмиттеры которых через третий токозадающий резистор подключены к базе второго усилительного транзистора . 2 .. : , . Недостаток известного рпбрацион|ного усилителя заключается в срав. нительно низком быстродействии в об ласти средних уровней амплитуды вхо ного импульсного сигнала, Цель изобретения - повкшенйе быс родействия.Поставленная цель достигается тем, что в операционный усилитель, содержащий первый и второй усилител ные транзисторы, первый повторитель тока, вход которого соединен с коллектором второго усилительного тран зистора, выход первого повторителя тока.соединен с входом выходного ус лителя, между входом и выходом кото рого включен корректирующий конденсатор, управляемый стабилизатор тока, базы первого и второго усилительных транзисторов являются соответственно первым и вторым входами операционного усилителя, первый и второй токозадающие резисторыг введены второй и третий повторители тока фор-г мирователь управляющего тока, причем коллектор первого усилительного транзистора соединен с входим второго повторителя тока, выход второго повторителя тока подключен к входу третьего повторителя тока, выход которого соединен с входом-выходного усилителя, дополнительные выходы первого и второго повторителей тока подключены соответственно к первому и второму входам формирователя управляющего тока, выход которого соединен с входом Управляемого стабилизатора тока, выход которого соответственно через першдй и второй токозадающие резисторл подключены к ; эмиттерам первого и второго усилительных транзисторов. При этом формирователь управляющего тока содержит первый и второй согласующие транзисторы, эмиттеры которых являются соответственно первым и вторым входами формирователя, к коллектору nepisoro согласующего транзистора подключен катод первого отсекающего диода и первый вывод первого токостабилизирующего двухполюсника, к коллектору второго согла- сующего транзистора подключен катод второго отсекающего диода и первый вывод второго токостабилизирующего двухполюсника, аноды первого и второго отсекающих диодов соединены с базой выходного транэистора, эмиттер которого является выходом формирователя, коллектор выходного транзистора и вторые выводы первого и второго тркостабилизирующих двухполюсникОв подключены к шине питания, базы первого и второго соглас пощих транзисторов соединены с шиной напряжения смещения, Кроме того, формирователь управляющего тока соде ржи т первый и второй согласующие транзисторы, первый и второй выходные транзИСТОЕ проти воположного типа проводимости, базы которых являются соответственно первым и вторым входами формирователя, а коллекторы объединены и явля ются выходом формирователя, к базам первого и второго выходных транзис торов подключены айоды соотвётствеино первого и второго отсекаквди.х дяс Дов и первые выводы соответственно первого и второго токостабилизирук щих двухполюсников, эмиттер первого выходного транзистора соединен с эмиттером первого согласующего транзистрра, база которого соединена с базой второго выходного транзистора - эмиттер которого подключен к эмиттеру второго, сЬгласукяцего транзистора, база которого соединена с базой первого выходного транзистора, коллекторы первого и ВТОрого согласующих транзисторов и вторые выводы первого и второго токостабилизирующих двухполюсников йодключены к шине питания, катоды первого и второго отсекающих диодов соединены-с шиной напряжения смеще--. ния - . . , ;;, На фиг. 1-5 изображены функциоНешьные схемы соответственно операционного усилителя, формирователя управлякяцего тока и ее вариант первого (второго) повторителя тока, третьего повторителя тока. Усилитель содержит первый и вто;рой усилительные транзисторы 1 и 2V .управляемый стабилизатор 3 тока, первый и второй токо адающие резисторы 4 и 5, первый, второй и третий повторители 6, 7 и 8 тока, выходной усилитель 9, корректирующий kofeiденсатор 10, формирователь 11 управя ляюЩего тока, первый и второй вхо-: ды 12 и 13, выход 14 операционного усилителя, первый и второй согласун « щие транзисторы 15 и 16, первый « втррой отсекающие диоды 17 и 18, первый и второй токостабилизируюпдагё двухполюсники 19 и 20, выходи ой тран зистор 21, шина 22 напряжения смещения, шина 23 питания, первый и бто рой входы 24 и 25, выход 26, первый: и второй выходные транзисторы 27 и 28, первый и второй согласующие тран зисторы 29 и 30, первый и второй отсекающие диоды 31 и 32/ первый и ЗтеЬ рой токостабилизирующие двухполюсНИКИ 33 и 34, шина 35 питания, шй1за 36 напряжения смещения, первый и второй входы 37 и 38 и выход 39, отсекающий диод 40, первый и второй токозадающив транзисторы 41 и 42, вход 43, выход 44, дополнительный выход 45, отсекающий диод 46, токозадающий транзистор 47, вход 48 и выход 49. Операционный усилитель работает следующим образом. В статическом режиме выходной ток формирователя 11 управляющего тока близок к нулю, т.е. фйрмирователь при малых входных сигналах.ие влияет на работу операционного усилителя и на его малосигнальные параметры. Коллекторные токи первого и второго усилительных транзисторов 1 и 2 передаются через и вто рой повторители 6 и 7 тока, на входы формирователя 11 управляющего тока, а через- первый, второй и третий повторители 6, 7 и 8 тока вычитаются во входной цепи выходного усилителя 9. Разность коллекторшлх токов первого и второго усилительных транзисторов 1 и 2, п ропорциональная амплитуде входного сигнала (5-10 мВ), заряжает корректирующий конденсатор 10 и определяет изменение выходного напряжения операционного усилителя.; По мере увеличения входного напряжения (10-20 мВ), коллекторный ток первого усилительного транзистора 1 увеличивается, а коллекторный ток второго усилительного транзистора 2 и, следовательно, выходной ток первого повторителя б тока уменьшаются. Как только этот ток уменьшится до некоторого заданного уровня, в работу включается второй повторитель 7 тока. Его выходной ток начинает изменяться пропорционально разности тока заданного уровня и тока первого повторителя 6 тока. Это приводит к стабилизации коллекторного тока второго усилительного транзистора 2 и фиксации потенциала на выходе управляющего Стабилизатора 3 тока. Как следствие все дальнейшее приращение входного напряжения оказывается приложенным между базой первого усилительного транзистора 1 и выходом управляемого стабилизатора 3 тока. Поэтому коллекторный ток первого усилительного транзистора 1 не ограничивается и получает дальнейише приращения, пропорциональнйе входному напряжению до 7В, с учетом величины coпpoтивлe ия первого токозадающего резистора 4. Приращения коллекторного тока могут во много раз превышать статические уровни выходного тока управляемого стабилизатора 3 тока, что способствует быстрому перезаряд5 коррек тирующего конденсатора 10 и повышает быстродействие операцио|1ного усилителя.,

Уровень опорного тока, при котором в работу включается формирователь 11 управляющего тока, выбирается меньшим половины статического тока управляемого стабилизатора 3 тока.

При большом отрицательном приращении входного напряжения формирователь 11 управляющего тока обеспечивает стабилизацию коллекторного тока первого усилительного транзистора 1 на уровне опорного тока. Поэтому все входное напряжение передается на выход управляемого стабилизатора 3 тока и коллекторный foK второго усилительного транзистора 2 изменяется пропорционально входному напряжению с учетом величины сопротивления второго токозадающего резистора 5.

В предлагаемом операционном усилителе обеспечивается пропорциональность тока заряда (разряда) корректирующего конденсатора и входного напряжения и в результате высокое быстродействие операционного усилителя во всем диапазоне (0-7 В) измёнения входного напряжения. Максимальная скорость нарастания выходного напряжения лежит в пределах 80-120 В/МКС.

Таким образом, по сравнению с устройством-прототипом предлагаемый операционный усилитель обладает более высоким быстродействием.

2615

2t

rf

I9f

Ф

J7

25

о

. лг I

22

n

M

23

38