Операционный усилитель Советский патент 1987 года по МПК H03F3/45 

11363441

зобретение относится к радиотех-,

ти эф с с н л в 15 б

нике и предназначено для усиления, генерирования и преобразования электрических сигналов с высоким быстро- действием и высокой точностью.

Цель изобретения - увеличение коэффициента усиления на постоянном токе и увеличение быстродействия операционного усилителя.

На чертеже представлена принци- пиальная электрическая схема операционного усилителя.

Операционный усилитель содержит входной дифференциальный каскад (ДК) 1, выполненный на входных полевых транзисторах 2 и 3 и биполярных транзисторах 4 и 5, выходной каскад 6, источник 7 тока, элемент 8 нагрузки, вьшолненный на транзисторах 9 и

10, эмиттерный повторитель 11, дополнительный ДК 12, первьй 13 и второй 14 резисторы, транзистор 15 и источник 16 смещения.

Операционный усилитель работает следующим образом.

При включении операционного усилителя неинвертирующим повторителем напряжения и подаче на его вход отрица

тельного импульсного перепада затворы зо ходимая в структуре активного источ35

полевых транзисторов 2 и 3 практически синфазно смещаются в сторону отрицательной шины питания. Поскольку выход источника 7 зашунтирован значительной емкостью, ток смещения входного ДК 1 увеличивается относительно своего значения в режиме покоя. Увеличение тока смещения приводит к возрастанию коллекторных токов биполярных транзисторов 4 и 5, в результате чего 40 которого выполнено на соединенных входы дополнительного ДК 12 синфазно последовательно по питанию входном смещаются в отрицательном направлении. Это приводит к существенному снижению выходного тока источника 7 путем запирания транзистора 15, база которого g общей базой, прячем базы биполярных соединена с источником 16, при этом транзисторов разных плеч объединены

ника тока, является синфазной и не влияет на малосигнальный коэффициент передачи операционного усилителя.

Формула изобретения

1. Операционный усилитель, содержащий выходной каскад и входной дифференциальный каскад, каждое из плеч

полевом транзисторе, включенном по схеме с общим истоком, и биполярном транзисторе, включенном по схеме с

уменьшение активной составляющей тока смещения компенсирует емкостную сое - тавляющую этого тока.

При передаче положительного перепада выходные токи биполярных транзисторов 4 и 5 уменьшаются, способствуя уменьшению потенциала на входе эмиттерного повторителя 11.увеличению токов через транзисторы 9 и 10, пер- вый 13 и второй 14 резисторы элемента 8 нагрузки и увеличению тока смещения входного ДК 1.

Таким образом, элементы 7-12 устройства образуют в совокупности активный источник тока, позволяющий эффективно подавлять емкостные токи смещения входного ДК 1 и способствующий существенному увеличению быстродействия операционного усилителя и симметрированию предельных скоростей нарастания сигнала. Применение предлагаемого технического решения позволяет увеличить быстродействие операционного усилителя примерно в четыре раза, причем достигнутый уровень быстродействия не является предельным, так как ограничивается в основном токами смещения выходного каскада 6.

Предлагаемое техническое решение позволяет сохранить, все преимущества, обеспечиваемые известным устройством по коэффициенту усиления на постоянном токе и по точности. Это обуслов- лено тем, что все цепи передачи дифференциального сигнала от-входов опе- рационного усилителя к входам дополнительного ДК 12 выполнены симметричными, при этом обратная связь, необ35

40 которого выполнено на соединенных последовательно по питанию входном . g общей базой, прячем базы биполярных транзисторов разных плеч объединены

ника тока, является синфазной и не влияет на малосигнальный коэффициент передачи операционного усилителя.

Формула изобретения

1. Операционный усилитель, содержащий выходной каскад и входной дифференциальный каскад, каждое из плеч

которого выполнено на соединенных последовательно по питанию входном общей базой, прячем базы биполярных транзисторов разных плеч объединены

полевом транзисторе, включенном по схеме с общим истоком, и биполярном транзисторе, включенном по схеме с

50

55

и соединены с выходом источника тока, а коллекторы и стоки являются первым и вторым выходами входного дифференциального каскада соответственно, коллекторы соединены с элементом нагрузки, а стоки - с входами выходного каскада, отличающийся тем, что, с целью увеличения коэффи- 1щента усиления на постоянном токе .и увеличения быстродействия источник тока выполнен управляемым, элемент нагрузки вьшолнен на двух транзисторах, базы которых объединены и под313634414

ключены к входу управления источника 2. Усилитель по п.1, о т л и - тока, а эмиттеры соединены с шиной чающийся тем, что источник

питания, между первым и вторым выхог,--тока вьтолнен на транзисторе, эмитдами входного дифференциального кас-тер которого является входом управле- када введен дополнительный дифферен- ния, коллектор - выходом, а база сое- цдальный каскад, объединенные эмитте- динена с источником смещения, ры транзисторов которого через эмит- 3. Усилитель по п.1, о т л и терный повторитель соединены с база-чающийся тем, что эмиттеры ми транзисторов элемента нагрузки, ю транзисторов элемента нагрузки соеди- а коллекторы соединены с входами вы- нены с шиной питания через первый и

ходного каскада.-второй резисторы соответственно.

Изобретение относится к радиотехнике и обеспечивает увеличение коэфрусиления на постоянном токе и увеличение быстродействия. Операционный усилитель содержит входной дифференциальный каскад (ДК)1, выполненный на полевых транзисторах 2,3 и биполярных транзисторах 4,5, выходной каскад 6, источник 7 тока, выполненный управляемым, элемент 8 нагрузки, вьтолненный на транзисторах 9,10, эмиттерный повторитель 11, дополнительный ДК 12, резисторы 13,14, транзисторы 15 и источник 16 смещения. Элементы 7-12 образуют активный источник тока, позволяющий эффективно подавлять емкостные токи смещения входного ДК 1 и способствующий увеличению быстродействия операционного усилителя и симметрированию предельных скоростей нарастания сигнала. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. с € (Л Ll оо Oi 00 4