Операционный усилитель Советский патент 1986 года по МПК H03F3/34 

Изобретение относится к электронике, к аналоговой вычислительной технике, в частности к устройствам для выполнения вычислительных операций.

Цель изобретения- увеличение частоты единичного усиления и повышение быстродействия.

На чертеже представлена принципиальная схема операционного усилителя.

Операционный усилитель содержит входной дифференциальный каскад 1, промежуточный дифференциальный каскад 2, эмиттер- ный повторитель 3 на транзисторе 4, прямо- смещенный диод 5, выходной двухтактный каскад 6, первый биполярный транзистор 7, полевой транзистор 8, второй биполярный транзистор 9, первый корректиру.ющий конденсатор 10, второй корректирующий конденсатор 11, резистор 12 и обратносмещен- ный диод 13.

Операционный усилитель работает следующим образом.

Подключение цепи частотной коррекции к эмиттеру транзистора 4 обеспечивает существенное уменьщение значения лежащего в правой полуплоскости комплексной плоскости нуля передаточной функции цепи передачи сигнала с выхода входного дифференциального каскада 1 на эмиттер транзистора 4 по сравнению с нулем аналогичной передаточной функции известного устройства и увеличение при этом частоты единичного усиления. Включение конденсатора 11 между затвором и стоком полевого транзистора 8 обеспечивает дополнительный сдвиг обусловленного влиянием цепи частотной коррекции нуля передаточной функции цепи передачи сигнала с выхода входного дифференциального каскада 1 на выход уст- рой ства, достаточный для того, чтобы переместить нули в общей передаточной функции устройства из правой полуплоскости в левую полуплоскость комплексной плоскости. Предлагаемое включение конденсатора 11 также устраняет неминимальнофазовость передаточной функции выходного двухтактного каскада 6, обусловленную влиянием емкости перехода база - коллектор второго биполярного транзистора 9. Введение резистора 12 в цепь частотной коррекции обеспечивает увеличение частоты единичного усиления без существенного ухудщения запаса по фазе устройства. Это обусловлено тем, что резистор 12 в совокупности с конденсатором 10 создают ноль в передаточной функции устройства, компенсирующий полюса передаточной функции, вызванные паразитными параметрами транзисторов входного 1 и промежуточного 2 дифференциальных каскадов устройства.

Обратносмещенный. диод 13 включен между эмиттером и базой транзистора 4 для устранения недопустимых импульсных падений отрицательных напряжений на переходе база - эмиттер транзистора 4 при скачкообразных изменениях полярностей

входного сигнала операционного усилителя. Эти импульсные перенапряжения обусловлены тем, что напряжение на эмиттере транзистора 4 отслеживает напряжение на его

базе с некоторым запаздыванием, вызванным влиянием конденсатора 10 цепи частотной коррекции. Данное запаздывание вызвано тем, что величина тока заряда конденсатора 10 ограничена и определяет быстродействие устройства. Импульсные падения

напряжения на переходе база - эмиттер транзистора 4 могут достигать величины, равной удвоенной амплитуде питающего напряжения, и приводят к деградации транзистора 4, покольку обратное напряжение

перехода база - эмиттер для интегральных транзисторов существенно меньще величины удвоенной амплитуды напряжения питания. Таким образом, совместная схема включения цепи частотной коррекции, конденсатора 1 1 и обратносмещенного диода 13 обеспечивает минимальнофазовость предлагаемого устройства, что дает возможность умень- щить величину емкости конденсатора 10 цепи частотной коррекции с целью увеличения частоты единичного усиления и повыщения быстродействия операционного усилителя.

Прямосмещенный диод 5 необходим для задания режима выходного двухтактного каскада 6.

30

Формула изобретения

. Операционный усилитель, содержащий последовательно соединенные по сигналу входной дифференциальный каскад, промежуточный дифференциальный каскад, эмиттерный повторитель с прямосмещенным диодом, включенным в цепь эмиттера транзистора эмиттерного повторителя, и выходной двухтактный каскад, одно из плеч которого выполнено на первом биполярном транзисторе, включенном по схеме с общим коллек0 тором, база которого соединена с эмиттером транзистора эмиттерного повторителя, а другое плечо - на полевом транзисторе и втором биполярном транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером, причем затвор полевого транзистора через

Прямосмещенный диод соединен с базой первого биполярного транзистора, а его сток и исток - с базой и коллектором второго биполярного транзистора соответственно, а также первый корректирующий денсатор, один вывод которого соединен с соответствующим входом промежуточного дифференциального каскада, отличающийся тем, что, с целью увеличения частоты единичного усиления и повыщения быстродействия, в него введены резистор и обратно5 смещенный диод, включенный параллельно эмиттерному переходу транзистора эмиттерного повторителя, эмиттер которого через резистор соединен с другим выводом первого корректирующего конденсатора.

1256145 3

2. Усилитель по п. 1, отличающийся тем,транзистора включен второй корректиручто между затвором и стоком полевогоющий конденсатор.

Изобретение относится к электронике и аналоговой вычислительной технике. Увеличивается частота единичного усиления и повышается быстродействие. Опе- рац. у-ль содержит входной и промежуточный диф. каскады 1 и 2, эмиттерный повторитель 3 на транзисторе (Т) 4, прямосме- щенный и обратносмещенный диоды (Д) 5 и 13, выходной двухтактный каскад 6, два биполярных Т 7 и 9, полевой Т 8, два корректирующих конденсатора (К) 10 и 11 и резистор 12. Совместная схема включения цепи частотной коррекции с введенными резистором 12, К II и Д13 обеспечивает минималь- нофазовость устр-ва. 1 з.п.ф-лы, 1 ил. ю (Л tc СП О) ел