Операционный усилитель Советский патент 1975 года по МПК G06G7/12 

1

Настоящее изобретение относится к области усилительной техники и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.

Известны операционные усилители, содержащие транзисторные входной и дополнительный каскады, выполненные по дифференциальной схеме, в каждом из плеч которой к эмиттеру основного транзистора подключен эмиттер транзистора динамической нагрузки, коллектор которого соединен с коллектором транзистора генератора тока, эмиттеры транзисторов генераторов тока первых плеч входного и дополнительного каскадов подключены к первому резистору, а эмиттеры транзисторов генераторов тока вторых плеч входного и дополнительного каскадов соединены со вторым резистором, базы транзисторов генераторов тока входного каскада подключены к третьему резистору и эмиттеру эмиттерного повторителя, коллектор которого соединен с базами основных транзисторов дополнительного каскада и шиной нулевого потенциала, а база подключена к коллектору транзистора генератора тока первого плеча входного каскада, базы транзисторов генераторов тока дополнительного каскада присоединены к четвертому резистору, коллекторы основных транзисторов входного и дополнительного каскадов подключены к диоду и к объединенным

базам транзисторов первого и второго термокомпенсированных источников тока, эмиттеры которых соединены со вторым выводом диода и с первой клеммой питания, коллектор транзистора первого термокомненсированного источника тока подключен к базам транзисторов динамических нагрузок входного каскада и к коллектору транзистора первого стабилизатора тока, эмиттер которого соединен с пятым резистором, коллектор транзистора второго термокомпепсированного источника тока подключен к базам транзисторов динамических нагрузок дополнительного каскада и к коллектору транзистора второго стабилизатора тока, эмиттер которого соединен с шестым резистором, вторые выводы всех резисторов подсоединены ко второй клемме питапия, базы транзисторов первого и второго стабилизаторов тока подключены к одному выходу источника стабильного тока, другой выход которого соединен с одним входом выходного каскада, другой вход которого подключен к коллектору динамической нагрузки второго плеча входного каскада.

Известные операционные усилители имеют сравнительно низкую стабильность работы и невысокую помехоустойчивость.

Предложенный операционный усилитель отличается от известных тем, что в него введены первый и второй дополнительные эмиттерные повторители, коллекторы которых соединены с шиной нулевого потенциала, а эмиттеры подключены к объединенным базам транзисторов генераторов тока нерво1о и второго плеч дополнительного каскада, коллекторы которых соединены с базами первого и второго дополнительных эмигтерных повторителей соответственно.

В результате такого технического решения повысилась стабильность работы и увеличилась помехоустойчивость операционного усилителя.

Схема операционного усилителя приведена на чертеже.

Операционный усилитель содержит входной каскад, выполненный но дифференциальной схеме, в каждом из плеч которой включены основные транзисторы 1 и 2, транзисторы 3 и 4 динамической нагрузки, транзисторы 5 и 6 генераторов тока, первый резистор /; дополнительный каскад, выполненный но дифференциальной схеме, в каждом из плеч которой включены основные транзисторы 8 и 9, транзисторы iO и И динамической нагрузки, транзисторы 12 и 13 генераторов тока, второй резистор 14, третий резистор 16, эмиттерный повторитель 15; шину 17 нулевого нотенциала, четвертый резистор 18, транзистор 19, транзисторы 2и и 21 первого и второго термокомненсированных источников тока соответственно, транзисторы 22 и 23 первого и второго стабилизаторов тока соответственно, пятый резистор 24, шестой резистор 25, источник 26 стабильного тока, выходной каскад 27, первый и второй дополнительные эмнттерные повторители 28 и 29 соответственно.

Операционный усилитель работает следующим образом.

Сигнал помехи или нестабильности (временной или температурной) усиливается основными транзисторами 1 и 2 входного каскада и подается на базу транзистора 20 первого термокомпенсированного источника тока, с .коллектора которого сигнал помехи проходит на базы транзисторов 10 и 11 динамических нагрузок донолнительного каскада, которые вместе с основными транзисторами 8 и 9 этого каскада представляют собой для сигнала помехи каскадные усилители, построенные по схеме общий коллектор-общая база. На коллекторы основных транзисторов 8 и 9 сигнал помехи (или нестабильности) поступает в противофазе с сигналом на коллекторах основных транзисторов 1 и 2 входного каскада. В результате сложения сигнал помехи (или нестабильности) подавляется.

С коллекторов транзисторов 10 и 11 динамических нагрузок сигнал помехи (или нестабильности) ностунает на базы первого и второго дополнительных эмнттерных повторителей 28 и 29, с эмиттеров которых сигнал помехи подается на объединенные базы транзисторов 12 и 13 генераторов тока дополнительного каскада, усиливается ими и на их коллекторах, соединенных с базами дополнител:ных

эмиттерных новторителей, складывается с противофазным первоначальным сигналом, дополнительно подавляясь.

В то же время сигнал помехи после усиления основными транзисторами 1 и 2 входного каскада, нройдя транзистор 21 второго термокомпенсированного стабилизатора тока, поступает на базы транзисторов 3 и 4 динамических нагрузок входного каскада и складывается в

противофазе на коллекторах с сигналом, коюрый прошел входной каскад, минуя транзистор 21. С коллектора транзистора 3 динамической нагрузки сигнал помехи проходит через эмиттерный повторитель 16 на базу транзистора 6 генератора тока и на его коллекторе складывается с противофазным сигналом на коллекторе транзистора 4 динамической нагрузки. Кроме того, в нредложенном операционном

усилителе достигнуто уменьшенное напряжение смещения нуля за счет того, что базы основных транзисторов 8 и 9 дополнительного каскада присоединены к шине нулевого потенциала.

Так как питание соединенных между собой баз транзисторов 10 и И динамических нагрузок происходит от первого термокомпенсированного источника тока, то этим обеспечивается стабилизация коллекторных токов транзисторов 10 и И дииамичеоких нагрузок, а следовательно, базовых токов дополнительных эмиттерных повторителей 28 и 29 и коллекторных токов транзисторов 12 и 13 генераторов тока.

Дополнительная стабилизация режима этих генераторов тока осуществляется за счет отрицательной обратной связи по напряжению через первый и второй резисторы 7 и 14. Гаким образом, предложенный онерационный усилитель имеет повыщенную стабильность работы и увеличенную помехоустойчивость.

Предмет изобретения

Операционный усилитель, содержащий транзисторные входной и дополнительный каскады, выполненные по дифференциальной схеме, в каждом из плеч которой к эмиттеру основного транзистора подключен эмиттер транзистора динамической нагрузки, коллектор которого соединен с коллектором транзистора генератора тока, эмиттеры транзисторов генераторов тока первых плеч входного и дополнительного каскадов подключены к первому резистору, а эмиттеры транзисторов генераторов тока вторых плеч входного и дополнительного каскадов соединены со вторым резистором, базы транзисторов генераторов тока входного каскада подключены к третьему резистору и эмиттеру эмнттерного повторителя, коллектор которого соединен с базами основных транзисторов донолнительного каскада и щиной нулевого нотенциала, а база подключена к коллектору транзистора генератора тока первого плеча входного каскада, базы транзисторов генераторов тока дополнительного каскада присоединены к четвертому резистору, коллекторы основных транзисторов входного и дополнительного каскадов подключены к одному выводу диода и к объединенным базам транзисторов первого и второго термокомпенсированных источников тока, эмиттеры которых соединены со вторым выводом диода и с первой клеммой питания, коллектор транзистораЮ первого термокомпенсированного источника тока подключен к базам транзисторов динамических нагрузок входного каскада и к коллектору транзистора первого стабилизатора тока, эмиттер которого соединен с пятым ре-15 зистором, коллектор транзистора второго термокомпенсированного источника тока подключен к базам транзисторов динамических нагрузок дополнительного каскада и к коллектору транзистора второго стабилизатора тока,20 5 эмиттер которого соединен с шестым резистором, вторые выводы всех резисторов подсоединены ко второй клемме питания, базы транзисторов первого и второго стабилизаторов тока подключены к одному выходу источника стабильного тока, другой выход которого соединен с одним входом выходного каскада, другой вход которого подключен к коллектору динамической нагрузки второго плеча входного каскада, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности и помехоустойчивости, введены первый и второй дополнительные эмиттерные повторители, коллекторы которых соединены с шиной нулевого потенциала, а эмиттеры подключены к объединенным базам транзисторов генераторов тока первого и второго плеч дополнительного каскада, коллекторы которых соединены с базами первого и второго дополнительных эмиттерпых повторителей соответственно.