ТРАНЗИСТОРНЫЙ ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА Советский патент 1971 года по МПК H03F3/34 H03F3/34 

Предлагаемый транзисторный операционный усилитель постоянного тока (УПТ) может быть использован в радиоэлектронике, в частности, для систем автоматического управлен1ия.

В существующих транзистор:ных операционных УПТ нет раздельной комленсащии смещения Нулевого уровня выходного напряжения по составляющей тока ,и напряжения. Это приводит к смещению нулевого уровня или нарушению термокоррекции .при изменении опер а цион н ы х и мп ед цев.

Цель изобретения заключается в создании усилителя, схема которого обеспечивала бы раздельную регулировку начального смещения нулевого уровня по току и напряжению, а также раздельную термокоррекцию дрейфа этих составляющих в щироком диапазо1не температур.

В (предлагаемом операционном усилителе постоянного тока это достигается путем введения двух подбарных высокоомных резисторов, один из Которых включен между суммирующей точкой и источником .питания, а ДОУгой - между эмиттерам входного транзистора дифференциального входного каскада и источником питания или между эмиттером транзистора, симметричного входному, и wcточииком питания в зависимости от знака начального смещения нулевого уровня, и путем

введения двух регулируемых генераторов тока. Генераторы построены на резисторах « терморезисторах, выводы которых включены в сум.марную точку усилителя и в э:миттер ВХ.ОДНОГО трннзистора дифференциального входного каскада или в эмиттер транзистора, ему симметричного, в зависпмости от знака дрейфа. Причем схемы генераторов выполнены TaiK, что один работает иа нлюсовых температурах, а другой - на минусовых для того, чтобы приблизить температурные характеристики термодатчиков к дрейфовым температурны1М характеристикам усилителя в щироком диапазоне температур. Такая схема позволяет получить смещение нулевого уровня минимальным и неза-висимым от изменения операционных импеданцев.

В предлагаемом усилителе цепи регулчгровок и коррекции «улевого уровня выполнены

0 автонамно от основной схемы усилителя. Это позволяет упростить усилитель, так «ак собственно усилитель постоянного тока может быть выполнен в виде отдельного объема, что важно При интегральной те.хнологии пзготовления.

Применение дифферевциальных входных каскадов в тра1нзисторных операционных уонЛителях постоянного тока обусловлено широко известными иреимуществами каскадов особенно при использова«ш1 интеграль«ой технологии их -изготовления.

Релси(м дифференциального «аскада по .постоянному току в ояисываемой схеме устанавливается путем шодключееия точки 5 (вход температурокомпенсированного стабилизатора Суммарного эмиттерного тока транзисторов 2 и 3, который выполнен на транзисторах 6 и 7) к земляной шине усилителя.

Введение в иредлагаем-ой схеме раздельной регулировки составляющих «ачального смещения нулевяго уровня и раздельной термокоррекции составляющих дрейфа в широ ком диапазоне температур предполагает наличие заземленного второго дифференциального входа 8 усилителя.

Для осуществления регулировки начального смещения нулевого уровня но току транзисторного операционного усилителя постоянного тока .пр и , температуре окружающей среды 20° С и термокоррекции дрейфа ino току .при изменении темйературы окружающей среды необходимо перевести усилитель в режим тока, т. е. входной импеданц 9 должен отсутствовать при наличии импедаяца обратной связи. В качестве последнего в этом режиме используется резистор /О, величина сопротивления которого намно1го больше собственного входного санротивления усилителя.

В таком режиме в общем случае нулевой уровень нр.и 20° С будет смещен, и поэтому, чтобы его выставить, необходимо обеспечить нужный базовый ток входного транзистора /. Это осуществляется включением подборного резистора 11, величина сопротивления которого должна быть больще собственного входного сопротивления усилителя, одним концом в точку 12, а другим к клемме /5, источн.ика питания.

Для осуществления регулировки начального смещения нулевого уровня по напряжению при температуре окружающей среды 20° С и термокоррекции дрейфа по напряжению используется зависимость напряжения база - эмиттер f/бэ транзистора от то.ка /э,эмиттера, которая имеет явно выраженный характер при работе транзистора с малыми токами.

ДлЯ проведения этих регулировок необходимо перевести усилитель в режим напряжения, т. е. входной операционный импеданц 9 должен быть включен на землю (в качестве входного импеда1нца в этом режиме используется резистор, величина сопротивления которого много меньше собственного входного сопротивления усилителя); коэффициент передачи может быть порядка Ш-100.

вого уровня .по напряжению при 20° С в зависимости от знака смещения производится путем изменения напряжения база - эмиттер (t/б.э) .одного из двух транзисторов /, 4. Это достигается включением подборного резистора 14, величина сопротивления которого- должна быть больще собственного входного сопротивления усилителя, одним концом в точку 15 или 16 в зависимости от знака смещения,

а другим к клемме /7 источника литания.

Для коррекции дрейфа нулевого уровня по току при изменении тем.пературы окружающей среды необходимо перевести усилитель в режим тока. В таком режиме в зависимости

от изменений температуры, требующейся для обеспечения режима дифференциального каскада, базовый ток входного транзистора / будет Изменяться и автоматически обеспечиваться за счет наличия обратной связи с выхода усилителя на его вход, что и вызовет теМ|Пературный дрейф по току. Чтобы скомпенсировать этот дрейф, Необходимо обеспечить нужный базовый ток транзистора /, изменяющийся в зависимости .от температуры окружающей среды.

Чтобы получить изменяющийся по величтрне (в зависимости от температуры окружающей среды) ток, ПСпользуются раздельные термогенераторы 18, 19 для отрицательных и

положительных температур, соответственно. Для компенсации токового тем.пературного дрейфа при отрицательных температурах используются термогенератор 18 тока и подборный резистор 20, а при положительных -

термогенератор 19 и подборный резистор 21. Для ком|Пенсации температурного дрейфа выходного уровня по напряжению При отрицательных температурах ис.пользуются термогенератор 18 И п.одборный резисто1р 22, а при

положительных - термогенератор 19 и подборный резистор 23. Величина -подборных резисторов 20-23 должна быть больще входного сопротивления усилителя.

Предмет изобретения

Транзисторный операционный усилитель постоянного така, содержащий дифференциальный входной Каскад на составных транзистоpax, промежуточные и выходные .каскады и регулируемые генераторы тока, на резисторах и термоэлементах, отличающийся тем, что, с целью регулировки или термокомпенсации смещения нуле.вого (по току или напряжению, первые выводы генераторов тока подключены к базе входного тра нзистора, причем второй вывод генератора тока с термоэлементом на отрицательные температурь подключен к эмиттеру входного транзистора, а второй

вывод генератора тока с термоэлементом на положительные температуры - к эмиттеру транзистора, симметричного входному.

j.