Импульсный операционный усилитель Советский патент 1975 года по МПК G06G7/12 

1

Изобретение относится к усилительной технике, в частности, к импульсным (широкополосным) усилителям и может быть использовано в цифровых и аналоговых вычислительных машинах.

Известны импульсные операционные усилители, содержащие транзисторный входной каскад, выполненный по дифференциальной схеме, к коллектору транзистора каждого из плеч которой подключен нагрузочный диод, к общей эмиттерной цепи входного каскада присоединен коллектор транзистора первого источника тока входного каскада, между базой и эмиттером которого включен диод смещения, последовательно соединенные каскад смещения уровня и выходной каскад.

Однако известные импульсные операционные усилители обладают малым быстродействием, слабой помехоустойчивостью и низким коэффициентом усиления.

Предложенное устройство отличается от известных тем, что в него введены нагрузочные транзисторы и дополнительный транзисторный каскад, выполненный по дифференциальной схеме с источником тока на транзисторе, к коллектору транзистора каждого из плеч которой подключен коллектор нагрузочного транзистора. База нагрузочного транзистора первого плеча соединена с коллектором транDoro плеча входного каскада, база

которого подключена к базе транзистора второго плеча дополнительного каскада. База нагрузочного транзистора второго плеча дополнительного каскада соединена с коллектором транзистора первого плеча входного каскада, база которого подключена к базе транзистора первого плеча дополнительного каскада. Эмиттеры транзисторов дополнительного каскада соединены с коллектором транзистора дополнительного источника тока, база которого присоединена к базе транзистора источника тока входного каскада. Коллекторы нагрузочных транзисторов подключены ко входам каскада смещения уровня.

Это позволило повысить быстродействие, помехоустойчивость и коэффициенты усиления импульсного операционного усилителя.

Блок-схема усилителя приведена на чертеже.

Усилитель содержит транзистор 1 первого плеча входного каскада, транзистор 2 второго плеча этого каскада, транзистор 3 источника тока входного каскада, транзистор 4 дополнительного источника тока, диод смещения

5, транзистор 6 первого плеча дополнительного каскада, транзистор 7 первого плеча этого каскада, нагрузочные транзисторы 8 и 9, нагрузочные диоды 10 и И, каскад смещения уровня 12 и выходной каскад 13.

Усилитель работает следующим образом.

Дифференциальный сигнал, поданный на входы импульсного операционного усилителя, усиливается парой транзисторов 6 и 7 и поступает на коллекторы нагрузочных транзисторов 8 и 9, являющихся динамической нагрузкой транзисторов 6 и 7.

Одновременно дифференциальный сигнал поступает на базы транзисторов 1 и 2, усиливается ими, выделяется на нагрузочных диодах 10 и 11, поступает на базы транзисторов 6 и 7, являющихся динамической нагрузкой транзисторов 8 и 9.

Дважды инвертированный по фазе синфазный сигнал складывается на коллекторах транзисторов 6 и 7 с первоначально усиленным ими сигналом. Так как дифференциальное сопротивление коллекторных цепей транзисторной динамической нагрузки велико, то усиление входного и дополнительного дифференциальных каскадов достигает величины, равной 10000-50000.

Далее сигнал ноступает на входы каскада смещения уровня 12, где дополнительно усиливается и подается на выходной каскад 13.

Сигналы помехи поступают на входы операционного усилителя в одинаковой фазе и имеют равную амплитуду. В этом случае источники тока на транзисторах 3 и 4 являются эмиттерными сопротивлениями, а так как дифференциальное сопротивление этих источников велико, то действие отрицательной обратной связи направлено против усиления сигнала помехи. Инвертированный по фазе сигнал с коллекторов транзисторов 1 и 2 поступает на нагрузочные диоды 10 и 11 и базы транзисторов 8 и 9, вторично инвертируется на коллекторах транзисторов 8 и 9, складывается в противофазе с сигналом, выделяющимСя на коллекторах 11ранзи€торов 6 и 7 и при этом подавляется.

Таким образом, происходит подавление сигнала помехи как в эмиттерных цепях дифференциальных пар, так и в коллекторных цепях плеч этих пар.

Применение активных динамических нагрузок определяет высокое быстродействие усилительного каскада, обеспечивая высокую скорость нарастания фронтов усиливаемого импульсного сигнала.

Предмет изобретения

Импульсный операционный усилитель, содержащий транзисторный входной каскад, выполненный по дифференциальной схеме, к коллектору транзистора каждого из плеч которой подключен нагрузочный диод, к общей

эмиттерной цепи входного каскада присоединен коллектор транзистора источника тока входного каскада, между базой и эмиттером которого включен диод смещения, последовательно соединенные каскад смещения уровня

и выходной каскад, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и помехоустойчивости, введен дополнительный транзисторный каскад с источником тока на транзисторе и нагрузочными транзисторами,

выполненный по дифференциальной схеме, к коллектору транзистора каждого из плеч которой подключен коллектор нагрузочного транзистора, база нагрузочного транзистора первого плеча соединена с коллектором транзистора второго плеча входного каскада, база которого подключена к базе транзистора второго плеча дополнительного каскада; база нагрузочного транзистора второго плеча дополнительного каскада соединена с коллектором

транзистора первого плеча входного каскада, база которого подключена к базе транзистора первого плеча дополнительного каскада; эмиттеры транзисторов дополнительного каскада соединены с коллектором транзистора

дополнительного источника тока, база которого присоединена к базе транзистора источника тока входного каскада, коллекторы нагрузочных транзисторов подключены ко входам каскада смещения уровня.

гттй

5