Операционный усилитель Советский патент 1990 года по МПК H03F3/45 

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано для усиления, преобразования и генерирования электрических сигналов с высоким быстродействием.

Цель изобретения - увеличение быстродействия на единицу потребляемой мощности.

На чертеже представлена структурная электрическая схема операционного усилителя.

Операционный усилитель (ОУ) содержит входной дифференциальный каскад 1, цепь 2 следящей обратной связи (ОС) по синфазному напряжению, выходной усилитель 3, транзистор 4, источник 5 напряжения смещения, симметричный двухтактный усилитель 6 тока, первый 7 и второй 8 повторители тока.

Операционный усилитель раоотает следующим образом.

В усилителях такого типа на вход симметричного двухтактного усилителя 6 тока через конденсатор связи подают высокочастотные составляющие дифференциального или синфазного сигнала в зависимости от схемы включения ОУ. При этом ток смещения входного дифференциального каскада 1 увеличивается при увеличении скорости нарастания входного сигнала. В рассматриваемом усилителе это обеспечивается за счет соединения одной из выходных клемм симметричного двухтактного усилителя 6 тока с входом первого повторителя 7 тока. Одновременно выходной ток двухтактного симметричного усилителя 6 тока с второго выхода поступает через транзистор 4 на вход второго повторителя 8, при этом ток, поступающий на вход токового смещения цепи 2 следящей ОС по синфазному напряжению, изменяется по такому же закону, как ток смещения входного дифференциального каскада 1. В таком включении обе цепи смещения приобретают одинаковые свойства, в том числе смещаются одинаковыми начальными токами равными току смещения усилительных транзисторов входного дифференциального каскада 1. Очевидно, что общее токопотребление предлагаемого ОУ практически равно суммарному потребляемому току аналогичных ОУ, не содержащих цепи 2 следящей ОС по синфазному напряжению. При этом усилители обоих типов обеспечивают и примерно равное быстродействие. Следовательно, предлагаемый усилитель обла5

0

дает практически таким же быстродействием на единицу потребляемой мощ- ности, как и усилители без следящей

ОС. Однако его входной дифференциальный каскад 1 допускает использование транзисторов со сверхвысоким усилием тока, в результате чего точность по входу предлагаемого ОУ значитель- но более высока. Кроме того, предлагаемый ОУ при разном быстродействии требует значительно меньших затрат мощности по сравнению с прототипом, поскольку в прототипе начальный ток смещения цепи 2 следящей ОС равен то-, ку смещения выходного транзистора промежуточного каскада, а в предлагаемом ОУ - току смещения входного дифференциального каскада 1.

При подключении коллектора транзистора 4 к выходу повторителя 7 тока (транзистор 4 должен в таком случае иметь проводимость p-n-р), а свободного вывода двухтактного симмет- 5 ричного усилителя 6 тока к выходу повторителя 8 тока свойства ОУ полностью сохраняются. Источник 5 напряжения смещения в таком случае целесообразно соединить с положительной шиной питания.

По сравнению с прототипом предлагаемое устройство при равной потребляемой мощности обеспечивает примерно вдвое более высокое быстродействие. Формула изобретения

5 Операционный усилитель, содержащий входной дифференциальный каскад, имеющий цепь следящей обратной связи по синфазному напряжению, выходы которого подключены к входам выходного уси0 лителя, а также транзистор, база которого через источник напряжения смещения соединена с шиной источника питания, а эмиттер подключен к первому выходу симметричного двухтактного .

45 усилителя тока, отличающий- с я тем, что, с целью повышения быстродействия на единицу потребляемой мощности, введены первый и второй повторители тока, общие выводы

50 которых подключены к соответствующим шинам источника питания, а выходы - к входам токового смещения соответственно входного дифференциального каскада и цепи следящей обратной свя55 зи по синфазному напряжению, входы первого и второго повторителей тока соединены с вторым выходом симметричного двухтактного усилителя токаи коллектором транзистора соответственно.

0

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для усиления, преобразования и генерирования электрических сигналов с высоким быстродействием. Цель изобретения - увеличение быстродействия на единицу потребляемой мощности. Устройство содержит входной дифференциальный каскад 1, цепь 2 следящий ОС по синфазному напряжению, выходной усилитель 3, транзистор 4, источник 5 напряжения смещения, симметричный двухтактный усилитель 6 тока, а также введенные повторители 7,8 тока. В рассматриваемом усилителе ток смещения каскада 1 увеличивается при увеличении скорости нарастания входного сигнала за счет соединения одной из выходных клемм усилителя 6 с входом повторителя 7. Каскад 1 допускает использование транзисторов со сверхвысоким усилением тока, в результате чего точность по входу предлагаемого усилителя значительно более высока. С другой стороны, предлагаемый усилитель при разном быстродействии требует значительно меньших затрат мощности по сравнению с прототипом. 1 ил.