Операционный усилитель Советский патент 1988 года по МПК H03F3/45 

Изобретение относится- к усилительной технике и может быть использовано в быстродействующих аналоговых системах.

Целью изобретения является повышение точности при сохранении быстродействия и-потребляемой мощности.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема операционного усилителя; на фиг. 2 показано включение сложного отражателя тока.

Операционный усилитель (ОУ) со- держит первый и второй транзисторы 1, 2,t первый отражатель 3 тока, первую шину 4 источника питания, конденсатор 5, третий транзистор 6, вторую шину 7 источника питания, четвертый транзистор 8, шину 9 источника смещения, пятый транзистор 10, корректирующий конденсатор 11, двухтактный эмиттерный повторитель 12, второй отражатель 13 тока,шестой транзистор 14, токозадающий элемент 15, седьмой и восьмой транзисторы 16 и 17.

Операционный усилитель работает Следующим образом.

Для обеспечения нормального функционирования 03 на постоянном токе и в диапазоне низких частот во входном и в промежуточном каскадах усилителя необходимы малые начальные токи смещения, величины которых опреде- ляются токозадающим элементом 15. Малый ток смещения во входном каскаде позволяет обеспечить малые входные

Од О N9 lijib Ю

токи смещения ОУ. Величина входного сдвига, определяемая конфигурацией применяемого входного каскада, также мала, поскольку определяется точностью согласования всего лишь двух пар транзисторов - первого и второго транзисторов 1, 2 и транзистора первого отражателя 3. Однако использование такого входного каскада в известных усилителях ае позволяет обеспечить высокое быстродействие.

Для сохранения высокого быстродействия использован двухтактный усилитель тока на третьем и седьмом транзисторах 6, 16. Такая структура усилителя тока позволяет увеличивать ток смещения входного дифференциального каскада на первом и втором транзисторах 1, 2 при наличии на не инвертирующем входе ОУ импульсных перепадов любой полярности в моменты передачи их фронтов. При этом ток смещения увеличивается за счет ответвления части сигнального тока через конденсатор 5 на вход усилителя тока где он усиливается и через четвертый транзистор 8 поступает в эмиттерную цепь первого и второго транзисторов 1, 2. Так как коэффициент усиления усилителя тока на третьем и седьмом транзисторах 6, 16 достаточно велик, ток смещения входного дифференциального каскада в моменты переключения намного превышает свое значение в режиме покоя при использовании конденсатора 5 малой емкости (обычно 1 пф). За счет этого обеспечивается высокое быстродействие входного дифференциального каскада при его максимальной экономичности и точности по входу. Кроме этого, обеспечивается высокая симметрия предельных скоростей нарастания на выходе ОУ.

Для обеспечения высокой экономичности промежуточного каскада при его работе совместно с быстродействующим входным дифференциальным каскадом обеспечен его двухтактньш режим за счет введения восьмого транзистора 17. При передаче отрицательного импульсного перепада коллекторный ток первого транзистора 1 возрастает, при этом увеличивается ток, поступающий на вход первого отражателя

3 тока и, соответственно, колллек- торный ток восьмого транзистора 17, Через пятый транзистор 10, которьш для этого тока оказывается включен0

5

Q 5

0

5

0

5

0

5

ным по схеме с общей базой, приращение тока поступает на вход второго отражателя 13 тока, что позволяет в момент передачи импульсного фронта отрицательной полярности увеличить выходной ток промежуточного каскада, заряжающий корректирующий конденсатор 11, При этом в режиме покоя ток смещения щестого транзистора 14 может быть выбран существенно меньщим, чем величина выходного тока промежуточного каскада при переключении.

Формула изобретения

Операционный усилитель, содержащий первый и второй транзисторы, базы которых являются соответственно инвертирующим и неинвертирующим входами операционного усилителя, а коллекторы соединены соответственно с входом и выходом первого отражателя тока, общий вывод которого соединен с первой шиной источника питания, база второго транзистора через конденсатор соединена с базой третьего транзистора, коллектор и эмиттер которого соединены соответственно с второй шиной источника питания и с эмиттером четвертого транзистора, база четвертого транзистора соединена с шиной источника смещения, выход первого I отражателя тока соединен с базой пятого транзистора непосредственно и через корректирующий конденсатор - с входом двухтактного эмиттерного повторителя, с выходом второго отражателя тока и с коллектором шестого транзистора, база и эмиттер которого соединены соответственно с эмиттером пятого транзистора и с первой шиной источника питания, вход второго отражателя тока через токозадающий элемент подключен к первой шине, а общий вывод - к второй шине источника питания, причем первый, второй, четвертый транзисторы имеют один тип, а третий, пятый и шестой - противоположный тип, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, при сохранении быстродействия и по- требляемой мощности, введены седьмой и восьмой транзисторы разного типа, причем тип седьмого транзистора совпадает с типом первого транзистора, при этом база, эмиттер и коллектор седьмого транзистора соединены соот- ;ветственно с базой, коллектором и

Изобретение относится к усилительной технике. Цель изобретения - повьшение точности при сохранении быстродействия и потребляемой мощности. Операционный усилитель содержит входной дифференциальный каскад (ВДК), состоящий из транзисторов 1, 2 и 8, отражателя 3 тока, конденсатора 5 и двухтактного усилителя тока (ДУТ), выполненного на транзисторах 6 и 16, промежуточный каскад, состоящий из транзисторов 10, 14 и 17, корректирующего конденсатора 11, отражателя 13 тока и токозадающего зл-та 15, а также выходной двухтактный эмиттерный повторитель 12, шины 4 и 7 источника питания и шину 9 источника смещения. Высокое быстродействие ВДК при его максимальной экономичности и точности по входу обеспечивает введение ДУТ, Высокая экономичность промежуточного каскада при его работе совместно с быстродействующим В,ДК обеспечивается его двухтактным режимом работы за счет введения транзистора 17, 2 ил.

Фиг./

I 7

Фиг.2