Операционный усилитель Советский патент 1987 года по МПК H03F3/45 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в интегральной полупроводниковой схемотехнике на КМЦП транзисторах.

Цель изобретения - повьшение точности коэффициента передачи в широком диапазоне входных синфазных напряжений путем уменьшения напряжения смещения нуля.

На чертеже представлена электрическая принципиальная схема операционного усилителя.

Операционный усилитель содержит первый 1 и второй 2 дифференциальные каскады, каждый из которых содержит полевые транзисторы 3-6, первый полевой 7 (8) в диодном включении и второй 9 (10) полевой транзисторы несимметричной динамической нагрузки, полевые транзисторы 11 и 12 генераторов тока, первый 13 и второй 14 полевые транзисторы выходного каскада, первый отражатель 15 тока, выполненный на первом 16 и втором 17 полевых транзисторах, второй отражатель 18 тока, выполненный на первом 19 и втором 20 полевых транзисторах, первьй 21 и второй 22 дополнительные полевые транзисторы.

Операционный усилитель работает следующим образом.

При подаче на дифференциальный вход операционн9го усилителя большого положительного синфазного напряжения напряжение сток-исток полевого транзистора 11 генератора тока первого дифференциального каскада 1 увеличивается и, следовательно, увеличивается его ток стока вследствие, конечного выходного сопротивления этого транзистора. Напряжение сток-исток полевого транзистора 12 генератор тока второго дифференциального каскада 2 при этом уменьшается, а значит, уменьшается и его ток стока. Напряжение затвор-исток и сток-исток первог полевого транзистора 7 несимметрично динамической нагрузки первого транзистора 7 несимметричной динамическо нагрузки первого дифференциального каскада 1 увеличивается, а значит, увеличивается напряжение затвор-исто первого дополнительного полевого транзистора 21 первого дифференциального каскада 1 и увеличивается его сток стока. Напряжение затвор-исток и сток-исток первого транзистора 8 несимметричной динамической нагрузки

5

0

5

0

5

0

5

0

5

второго дифференцияльного каскада 2 уменьшается, а значит, уменьшается напряжение затвор-исток дополнительного полевого транзистора 22 второго дифференциального каскада 2 и уменьшается его ток стока. При этом напряжение затвор-исток первого 16 и второго 17 транзисторов первого отражателя тока увеличивается и увеличивается ток стока первого полевого транзистора 13 выходного каскада. Напряжение затвор-исток первого 19 и второго 20 полевьпс транзисторов второго отражателя 18 тока уменьшается и уменьшается ток стока второго полевого транзистора 14 выходного каскада. В результате напряжение затвор-исток первого полевого транзистора 13 выходного каскада и напряжение сток-исток второго полевого транзистора 9 динамической нагрузки первого дифференциального каскада 1 увеличивается, а напряжение затвор-исток второго полевого транзистора 14 выходного каскада и напряжение сток- исток второго полевого транзистора 1C динамической нагрузки второго дифференциального каскада 2 уменьшается.

Таким образом, напряжение сток- исток и затвор-исток первого и второго полевых транзисторов динамической нагрузки первого дифференциального каскада 1 соответственно равны между-собой. Также соответственно равны между собой напряжения сток- исток и затвор-исток первого 8 и второго 10 полевых транзисторов динамической нагрузки второго дифференциального каскада 2. Поэтому напряжение смещения нуля устройства, связанное конечным выходным сопротивлением МДП- транзисторов, не возникает даже при больших положительных синфазных входных напряжениях. Аналогичный процесс протекает, когда на Дифференциальный вход операционного усилителя подается большое синфазное операционное напряжение.

Таким образом, предлагаемое устройство обладает по сравнению с известным повьш1енной точностью преобразования при расширенных значениях допустимых входных синфазных напряжений.

Формула изобретения

Операционный усилитель, содержащий первьй и второй дифференциальные каскады, каждый из которых выполнен на полевых транзисторах с несимметричной динамической нагрузкой, выполненной на первом полевом транзисторе в диодном включении и втором полевом транзисторе, при этом инвертирующие и неинвертирующие выходы первого и второго дифференциальных каскадов объединены соответственно и являются входами операционного усилителя, а также выходной каскад, выполненный на последовательно соединенных по постоянному току первом и втором полевых транзисторах, точка соединения которых является выходом операционного усилителя, а-затворы соединены с выходами второго и первого дифференциальных каскадов соответственно, при

этом полевые транзисторы первого диф- jn выходы которых объединены и подключе- ференциального каскада несимметричной динамической нагрузки и первый полевой транзистор выходного каскада имеют одну структуру, а полевые транзисторы второго дифф еренциального каскада 25 нительный полевой транзистор имеют одну несимметричной динамической нагрузки структуру, а полевые транзисторы второго .первого дифференциального каскада, отражателя тока и первый дополнительный второй полевой транзистор вькодного транзистор имеют другую структуру.

ны к точке соединения первого и второго полевых транзисторов выходного каскада, причем полевв1е транзисторы первого отражателя тока ивторой дополРедактор А. Козориз Заказ 4034/54

Составитель Н. Дубровская

Техред М Ходанич Корректор С. Черни

Тираж 901

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4.

каскада имеет другую структуру, о т- личающийся тем, что, с целью повышения точности коэффициента передачи в широком диапазоне входных синфазных напряжений-путем уменьшения напряжения смещения нуля, введены первый и второй отражатели тока, пер- вьм и второй дополнительные полевые транзисторы, при этом сток первого полевого транзистора и затвор второго полевого транзистора несимметричной динамической нагрузки первого и второго дифференциальных каскадов соединены с затворами первого и второго дополнительных полевых транзисторов соответственно, стоки которых соединены с входами первого и второго отражателей тока соответственно.

выходы которых объединены и подключе- нительный полевой транзистор имеют одну структуру, а полевые транзисторы второго отражателя тока и первый дополнительный транзистор имеют другую структуру.

ны к точке соединения первого и второго полевых транзисторов выходного каскада, причем полевв1е транзисторы первого отражателя тока ивторой дополПодписное

Изобретение относится к радиотехнике и повышает точность коэф. передачи- в широком диапазоне входных синфазных напряжений путем уменьшения напряжения смещения нуля. Усилитель содержит дифференциальные каскады 1 и 2, включающие полевые транзисторы (ПТ) 3-6, ПТ 7,8 в диодном включении и ПТ 9, 10 несимметричной динамич. нагрузки, ПТ 11 и 12 г-ров тока, ПТ 13 и 14 выходного каскада, отражатели 15 и 18 тока, дополнительные ПТ 21 и 22. По сравнению с прототипом устр-во обладает повьш1енной точностью преобразования при расширенных значениях допустимых входных синфазных напряжений. 1 ил.