Операционный усилитель Советский патент 1979 года по МПК G06G7/12 

Изобретение относится к области усилительных устройств и может быть исполь зовано в вычцвпительных машинах. Один из известных операционных усилителей содержит усилительнь и элемент постоянного тока, широкополосный повторитель, выходной усилительный каскад 1 Это устройство имеет сравнительно низкое быстродействие. Из известных устройств- аналогичного назначения наиболее близким к предложен ному является операционный усилитель, содержащий узкополосный и широкополосный дифференциальные транзисторные каскады, входы которых соединены попарно и являются соответственно неинвертирующим и-«инвертирующим входами операционного усилителя, выходной усилительный блок, ко ВХОДЕ1М которого присоединены выходы узкополрсного и широкополосного дифференциальных ; транзисторных каскадов, генератор тока, выход которого подключен к эмиттерным цепям транзисторов широкополосного дифференциального транзисторного каскада, токозадающий резистор 21. Это устройство характеризуется относительно низким быстродействием вследствие значительного времени затрачиваемого на заряд выходной емкости генератора постоянного тока узкопопосного дифференциального транзисторного каскада. Целью изобретения является повышение . &1стродействия. Предложенный операционный усилитель отличается от известных тем, что эмиттерные цепи транзисторов узкополосного дифференциального транзисторного каскада через токозадающий резистор подключены к выходу генератора тока. Функциональная схема операционного усилителя изображена на чертеже. Операционный усипитэпь содержит уз- кополосный дифферендиапьный транзисторный каскад 1, широкополосный дифференциальный транзисторный каскад 2, генератор тока 3, выходной усилительный блок; 4, неинвертируюший и инвертирую-. 65 щий входы 5 и 6, токозайающий резистор 7, На.чертеже изображен пример выпоп нения некоторых функциональных бпоков устройства. Так, уакопопосны и дифференциальный транзисторный каскад 1 содержит транзисторы 8, 9 и резистор 10; широкополосный дифференциальный транзисторный каскад 2 содержит транзисторы 11, 12 и резисторы 13 - 15; генератор тока 3 содержит транзисторы 16, 17 и резисторы 18 - 2О. Устройство работает следующим образом. При нулевых напряжениях на неинвер;ТИрующем и инвертирующем входах 5 и 6 узкополосный и широкополосный дифферен циальные транзисторные каскады 1 и 2 сбалансированы и токи, протекающие через транзисторы 8, 9 и 11, 12 попарно равны. Выходной усилительный блок 4 также находится в линейной области и вы ходное напряжение операционного усилителя равно нулю. Распределение тока между узкополосным и широкополосным дифференциальным транзисторными каскадами 1 и 2 накоди ся из системы уравнений: .-2и - тепловые токи 1 и зисторов узкополосного и широкополосног дифференциальных транзисторных каскадов 1 и 2} li и Ij - сумма токов в плечах узкополосногои широкополосного дифференциа ных транзисторных каскадов 1 и 2; tpi - температурный потенциал| . 5 - выходной ток генератора тока R R.,- величина сопротивлений, соответ ствутощюс чертежу резисторов. Соответствующим выбором величины сопротивле гая токозадающег о резистора 7 реализуется условие In 1 необходимое для построения двухканального опера- шюнного усилителя. При подаче на входы операционного усилителя перепада большого напряжения, в первый момент одно ппечо каждого из дифференциальных транзисторных каскадов закрывается и напряжение на нх выходах не начнет измен5пъся до тех пор, пока 04 выходная емкость генератора тока 3 не зарядится до напряжения, которое меньше входного приблизительно на величину падения напряжения на открытом переходе база - эмиттер входных транзисторов узкополосного и широкополосного дифференциальных транзисторных каскадов 1 и 2. Однако, в отличие от прототипа, в предложенном устройстве, во-первых, только выходная емкость одного генератора тока 3, которая заряжается током, больше на :вёличину суммарного тока узкополосного дифференциального транзисторного каскада 1, во-вторых, узкополосный дифферен.Циапьный транзисторный каскад 1 включа также быстро, как и широкополосный дифференциальный транзисторный каскад 2. Полученный эффект аналогичен тому, который имел бы место в результате увеличе- ™« суммарного тока узкополосного дифференциального транзисторного каскада 1 до « личины суммы с суммарным током шнрокополосного дифферешиального транзистор °™ каскада 2, но без ухудшения точност ых параметров устройства. Благодаря одновременному включению узкополосного и широкополосного дифференциальных транзисторных каскадов 1 и 2 удалось уменьшить примерно в 6 раз вре- мя регулирования устройства путем исклю-; чения нарушения режима работы выходного усилительного блока 4 и появления выбросов напряжения при переходных процессах, т.е. предложенному операционному усипителю присуще новое качество - повышенijoe быстродействие. Формула изобретения Операционный усилитель, содержащий узкополосный и широкополосный дифференШ1альные транзисторные каскады, входы которых соединены попарно и являются соответственно неинвертирующим и инвертирующим входами операхшонного усилителя, выходной усилительный блок, ко входам которого присоединены выходы узкополосного и широкополосного дифференциальных транзисторных каскадов, генератор тока, выход которого подключен к эмиттерным цепям транзисторов широкопопосного дифференциального транзисторного каскада, токозадшощий резистор, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, эмиттерные цепи транзисторов узкополосного дифференциального транзисторного каскада через токозадаю- 5 ший резистор подключены к выходу

ратора тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 428394, кл. G 06 G 7/12. 1973.

2. ж. EON . , 20, 1974, p. 90. 658570б гено-1. Авторское свидетельствоСССР