Операционный усилитель Советский патент 1975 года по МПК G06G7/12 

1

Операционный усилитель относится к усилительным устройствам с повышенной помехоустойчивостью и термостабильностью может быть использован в аналоговых вычислительных машинах.

Известны операционные усилители, содержащие последовательно соединенные вхоной и промежуточный дифференциальные каскады, основную цепь смещения уровня, выполненную в виде эмиттерного повтори- теля, эмиттер которого через первый резистор соединен с входом усилителя мощности и коллектором нагрузочного транзистора, эмиттер которого присоединен ко второму резистору, а база подключена к после довательно соединенным диоду и третьему резистору.

Известные операционные усилители имеют низкую помехоустойчивость и термостабнльность.

Предлагаемый операционный усилитель отличается от известных тем, что в него введены два источника тока на транзисторах, допошштельная цень смещения уровня, выполненная в виде повторителя на состав2

ном транзисторе, база входнод о транзистора которого подключена к одному из выходов промежуточного дифференциального каскада. эмит1-ер входного транзистор 1 через четвертый резистор соединен с коллектором транзистора первого источшша тока, эмигтер которого подключен к пятому резистору, а база через щестой резистор соед11неиа с выходом повторителя на составном транзи сторе, и дополнительный транзистор, база которого подключена к друт-ому выходу промежуточного дифференциально1-о каскада, а эмиттер соединен с базой эмиттерного повторителя и через седьмой резистор к коллектору транзистора второго источники тока, эмиттер которог-о подключен к вош мому резистору, а база соедииена с базой транзистора первого источшгка тока и базой нагрузочного транзистора.

Это нозвошшо значительно повысить помехоустойчивость и термос:табильнос t ь и уве1шчить коэффициент усиления операционного уси;штеля.

На чертеже изображена блок-(;хемв предлагаемого операционного уг-илителя. Операционный усилитель содержит вход ной 1 и промежуточный 2 дифференциальные каскады, усилитель мощности 3, вход ной 4 и выходной 5 транзисторы повторителя на составном транзисторе дополнител ной цепи смешения уровня, резистор 6, транзисторы первого источника тока 7 и второго : источника тока 8, диод 9, нагрузочный транзистор 10, резиегоры 11 12, эмиттерный повторитель 13 и дополнитель.нь1Й тр««зистор 14 основной цепи смешения уровня, резисторы 15-19. Коллекторы транзисторов 4, 5, 13 и 14 подключены к одной шине питания, резисторы 15, 16, 17 и 19 - к другой. Усилитель работает следующим образом Дифференциальный сигнал, поступающий на входы 1 и П, усиливается входным 1 и промежуточным 2 дифференциальными каскадами, а затем с выходов промежуточ ного дифференциального каскада поступает на вход повторителя на составном транзисторе (на входной транзистор 4) и на вход дополнительного транзистора 14, .работающих в режиме эмиттерного повторителя. С эмиттеров транзисторов 4 и 14 дифференциальный сигнал подается на тран зисторы 5 и 13. С эмиттера транзистора , 5 стенал через резистор 11 поступает на базу транзистора 8, усиливается им, инвертируется по фазе и на базе эмиттер- ного повторителя 13 суммируется с сигна лом, поступившим с эмиттера дополнительного транзистора 14. В результате этого коэффициент передачи по напряжению эмит терного повторителя 13 возрастает до 2-4. Кроме того, сигнал с выхода повторителя на составном транзисторе, т. е. с эмиттера выходного транзистора 5, через резистор 11 подается на базу нагрузочного транзистора 1О, который выполняет функции нагрузочной цепи эмиттерного повторителя 13 и усилительного каскада. Поэтому поступивший на базу нагрузочно- го транзистора 1О сигнал усиливается и на входе усилителя мощности 3 складывается с сигналом, поступившим с выхода эмиттерного повторителя 13 через резисто 18. В результате коэффициент передачи по напряжению, измеряемый на коллекторе на грузочного транзистора 1О, возрастает до 20-40. Благодаря этим связям; общий коэффициент усиления операционного усилит ля возрастает в 1О-2О раз. Помеховый сигнал с в|аходов промежуточного дифференциального каскада 2 поступает на базы транзисторов 4, 14 и с их эмиттеров - на базы транзисторов 5 и 13. С выхода повторителя на составном транзисторе, т. е. с эмиттера выходного транзистора 5, через резистор 11 сигнал помехи подается на базу транзистора второго источника тока8, усиливается им в противофазе и через резистор 12 проходит на базу эмиттерного повторителя 13.-В ре- : зультате этого коэффициент передачи оигнала помехи по этим цепям резко падает. Кроме того, сигнал помехи поступает на базу нагрузочного транзистора 1О, и на s его коллекторе складывается с противофазным сигналом помехи, поступающим с вы- ; хода эмиттерного повторителя 13 через резистор 18, и окончательно подавляется. Сигнал нестабильности, возникший в результате воздействия температуры окружающей среды, проходит и подавляется по тем же цепям, что и сигнал помехи. Таким образом, помехоустойчивость и стабильность предлагаемого операционного усилителя значительно выше известных. Предмет изобретен И: я Операционный усилитель, содержащий последовательно соединенные входной и промежуточный дифференциальные каскады, основную цепь смещения уровня, выполненную в виде эмиттерного повторителя, эмиттер которого через первый резистор соединен с входом усилителя мощности и коллектором нагрузочного транзистора, эмип-ер которого присоединен ко второму резисто ру, а база подключена к диоду, последовательно соединенному с третьим резистором, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости и термостаб льности, введены два источника тока на транзисторах, дополнительная цепь смещения уровня, выполненная в виде повторителя на составном транзисторе, база входного транзистора которого подключена к одному из выходов промежуточного дифференциального каскада, эмиттер входного транзистора через четвертый резистор соединен с коллекторов транзистора первого источника тока, эмиттер которого подключен к пятому резистору, а база через шестой резистор соединена с выходом повторителя на составном транзисторе, и дополнительный транзистор, база которого подключена к другому выходу промежуточного

56

дифференквального каскада, а эмит.тер со- fтер которого подключен к восьмому pesiicToединен с базой эмиттерного повторителяру, а база соединена с базой транзистора

и через седьмой резистор к коллекторупервого источника тока и базой нагрузочтраязистора второго источника тока, эмит-кого транзистора.

468254