Операционный усилитель Советский патент 1986 года по МПК H03F3/45 

-Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для усиления и преобразования сигналов с высокой точностью в широкой полосе частот.

Цель изобретения - расширение полосы частот при одновременном снижении потребляемой мощности.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема операционного усш1Ителя.

Операционный усилитель содержит входной дифференциальный каскад 1, выполненный на транзисторах 2 и 3с генератором 4 тока, промежуточный каскад 5, выполненный на первом втором, третьем и четвертом транзисторах 6 9, токозадающем элементе 10, цепь 11 смещения (выходного двухтактного каскада), отражатель 12 тока, выходной двухтактный каскад 13, дополнительный транзистор 14, конденсатор 15,

Операционный усилитель работает следующим образом.

При подаче питания через токоза- дающий элемент 10, в качестве которого могут быть использованы резистор или полевой транзистор с р-h переходом, начинает протекать ток. Этот ток является смещающим для отражателя 12 тока, выходной ток равен току, протекающему через токоза дающий элемент 10,При этом обе ветви промежуточного каскада 5 обеспечиваются равными токами смещения. Кроме того, поскольку база дополнительного трайзистора 14 подключена к входу отр ателя 12 тока, то во входно дифференциальном каскаде (ДК) 1 также появляется ток смещения, симметрично распределяемый между транзисторами 2 и 3 входного ДК1. Падение напряжения на цепи 11 смещения обеспечивает необходимый начальный режим транзисторов выходного двухтактного каскада 13. Таким образом, все транзисторы операционного усилителя оказываются в активном режиме.

Большое усиление по мощности в промежуточном каскаде 5 позволяет выбрать ток смещения входного ДК 1 существенно меньшим, чем ток смещения промежуточного каскада 5, не ухудшая скорости нарастания выходного напряжения операционного усилителя. При этом всегда можно обеспечить такое соотношение между ве

5

0

5

0

5

0

5

0

5

личинами сопротивлений коллекторных нагрузок транзисторов 2 и 3, током смещения входного ДК 1 и током смещения промежуточного каскада 5, при котором коэффициент передачи мощности между этими каскадами близок к максимальному, а падение напряжения на коллекторных нагрузках транзисторов 2 и 3 в режиме покоя не превыша ет О,1-0,ЗВ. Это малое падение напряжения позволяет обеспечить широкий входной синфазный диапазон и в значительной степени ослабить эффект Миллера во входном ДК 1.

Исцользование отражателя 12 тока для смещения первого, второго, третьего и четвертого транзисторов 6-9 позволяет обеспечить равные эмиттер- ные токи первого и второго транзисторов 6 и 7, что определяет симметричную нагрузку входного ДК 1, обеспечивая тем самым высокий коэффициент подавления синфазного сигнала. Этому способствует отсутствие несимметричного усиления в каскадах опе- ,рационного усилителя.

Вшсодное сопротивление отражателя 12 тока существенно превьрает выходное сопротивление четвертого транзистора 9 и практически не шунтирует его. При э гом полностью используются усилительные свойства промежуточного каскада 5, схема которого позволяет обеспечить большую амплитуду выходного сигнала.

Несмотря на низкое значение выходного сопротивления промежуточного каскада 5 усилитель в любом режиме корректируется одним конденсатором 15, позвоЛякш1им обеспечить гладкую АЧХ скорректированного операционного усилителя.

Ф о р м у л а и 3 о б р е т е н и я

Операционный усилитель, содержащий последовательно соединенные входной дифференциальный каскад с симметричным входом: и двумя выходами с Генератором тока в цепи смещения, промежуточный каскад с симметричньм входом, выполненный на первом и втором тран зисторах, коллекторы которых объединены, а базы являются соответствующими входами промежуточного каскада, и третьем и четвертом транзисторах, имекяцих другой тип проводимости, базы которых объединены и подключены к

312594724

первому выводу токозадающего элемен- полнительном транзисторе, база Katb- та, причем коллектор четвертого тран- рога соединена с входом отражателя зистора соединен с входом выходного тока и с вторым выводом токозадаюце- двухтактного каскада и с выходом от- го элемента, причем коллектор третье- ражателя тока, отличающий- 5 го транзистора соединен с его базой, с я тем, что, с целью расширения эмиттеры тр етьего и четвертого трак- полосы частот при одновременном сни- зисторов подключены к змиттерам сог . жении потребляемой мощности, между ответстбенно первого и второго тран- коллекторами первого и четвертого зисторов, коллекторы которых транзисторов введен конденсатор, при 0 нены с соответствующей ашной источ этом генератор тока выполнен на до- ника питания.

Изобретение относится к радиотехнике и расширяет полосу частот при одновременном снижении потребляемой мощности. Устройство содержит входной дифференциальный каскад 1, выполненный на транзисторах 2, 3 с генератором тока 4, промежуточный каскад 5, выполненный на транзисторах (Т) 6-9 токозадающем эл-те 10, цепь смещения 11, отражатель тока 12, выходной двухтактный каскад 13, Т 14, конденсатор 15. Использование отражателя 12 для смещения Т 6 - 9 обеспечивает равные эмиттерные токи Т 6, 7. Это определяет симметричную нагрузку каскада 1, обеспечивая, высокий коэффициент подавления синфазного сигнала. Этому способствует отсутствие несимметричного усиления в каскадах устройства. Выходное сопротивление отражателя 12 превышает выходное сопротивление Т 9 и практически не шунтирует его. При этом используются усилительные свойства каскада 5, который обеспечивает большую амплитуду выходного си гнала. Усилитель в любом режиме корректируется одним конденсатором 15, позволяющим обеспечить гладкую АЧХ. 1 ил. (Л с ю ел SI N9