Операционный усилитель

 

ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ, содержгидий входной дифференциальный каскад, каждое плечо которого выполнено по каскадной схеме, с несимметричной нагрузкой в виде первого отражателя тока на транзисторах с резисторами в эмиттерных цепях, вход которого соединен с первым плечом, а выход - с вторым плечом входного дифференциального каскада, выход которого через эмиттерный повторитель соединен с базой дополнительного транзистора, последовательно соединенные усилительный и выходной двухтактный каскады, а также задающий генеразгор тока, выход которого соединен с входом второго отражателя тока, а через третий и четвертый отражатели тока - с входом усилительного каскада , отличающий с а тем, что, с целью уменьшения напряжения смещения и разности входных токов операционного усилителя при расширении диапазона допустимых значений тока задающего генератора тока, в него введены дополнительный э шттepный повторитель, дополнительный резистор и дополнительный отражатель тока, вход которого соединен с задающим генератором тока, а выход - с выходом дополнительного эмиттерного повторителя, вход которого соединен с входом первого отражателя тока, дополнительный транзистор, коллектор и база которого объединены и подключены к выходу второго отражателя тока, а эмиттер через дополнительный резистор сое,цинен с входом усилительного каскада, имеет структуру, противоположную структуре транзистора эмиттерного иовАОрителя. оо О)

С0103 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) З(5И Н 03 F 3 45

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 ъ з

)

I (22) 3309525/18-09 (22) 30.06.81 (46) 07.04.84. Вюл, 9 13 (72) В.С.Рысин и В.A.Ткаченко (53) 621.375.024(088.8) (56) 1. Каталог по линейным интегральным схемам фирмы National Semi—

conductor США, 1979, ИС М 4250.

2. Аналоговые и цифровые интегральные схемы. Под ред. С..ВеЯкубовского. N:, Советское радио, 1979, с.223-227, ИС 140УД12 (прототип) . (5 4) (57) ОПЕРАЦИОННО УСИЛИТЕЛЬ, содержащий входной дифференциальный каскад, каждое плечо которого выполнено по каскадной схеме, с несимметричной нагрузкой в виде первого отражателя тока на транзисторах с резисторами в эмиттерных цепях, вход которого соединен с первым плечом, а выход — с вторым плечом входного дифференциального каскада, выход которого через эмиттерный повторитель соединен с базой дополнительного транзистора, последовательно соединенные усилительный и выходной двухтактный каскады, а также задающий генераетор тока, выход которого соединен с входом второ:о отражателя тока, а через третий и четвертый отражатели тока — с входом усилительного каскада, о т л и ч а ю щ и и с (1. тем, что, с целью уменьшения напряжения смещения и разности входных токов операционного усилителя при расширении диапазона допустимых значений тока задающего генератора тока, в него введены дополнительный эмиттерный повторитель, дополнительный резистор и дополнительный отражатель тока, вход которого соединен с задающим генератором тока, а выход — с выходом дополнит=льного эмиттерного Я повторителя, вход которого соединен с входом первого отражателя тока, дополнительный транзистор, коллектор и база козероге объединены и подключены к выходу второго отражателя тока, а эмиттер через дополнительный резистор соединен с входом усилительного каскада, имеет структуру, противоположную структуре транзистора эмиттерного пов;орителя.

1084960

Изобретение относится к электронной технике и может быть использовано в операционных усилителях, усилителях низкой частоты, компараторах и других устройствах аналого-. вой техники в интегральном исполнении °

Известен операционный усилитель, в котором несимметрия в нагрузке первого каскада приводит к сильной зависимости напряжения смещения и разности входных токов от величины тока внешнего задающего генератора (Ц

Однако применение на входе транзисторов р-п-р типа с боковой инжек- 15 цией, имеющих большой разброс коэффициента усиления тока, приводит к большим>. разбросам .входных токов операционного усилителя.

Наиболее близким к изобретению gQ по технической сущности является операционный усилитель, содержащий входной дифференциальный каскад, каждое плечо которого выполнено по каскадной схеме, с несимметричной нагрузкой в виде первого отражателя тока на транзисторах с резисторами в эмиттерных цепях, вход которого соединен с первым плечом, а выход с вторым плечом входного дифферен— ЗО циального каскада, выход которого через эмиттерный повторитель соединен с базой дополнительного транзистора, последовательно соединенные усилительный и выходной двухтактный каскады, а также задающий генератор тока, выход которого соединен с входом второго отражателя тока, а через третий и четвертый отражатели тока †с входом усилительного каскада Е23. 40

Однако в известном операционном усилителе с увеличением тока задающего генератора тока увеличивается напряжение смещения и разность вход— ных токов, а также ограничивается .Я сверху диапазон токов задающего генератора тока, определяемый работоспособностью всего операционного усилителя.

Цель изобретения — уменьшение на- <О

3 пряжения смещения и .разности входных токов операционного усилителя при расширении диапазона допустимых значений тока задающего гечератора тока.

Цель достигается тем, что в опера- ционный усилитель, содержащий входной дифференциальный каскад, каждое плечо которого выполнено по каскадной схеме, с несимметричной нагрузкой в виде первого отражателя тока на транзисторах с резисторами в эмиттерных цепях, вход которого соединен с первым плечом, а выход — с вторым плечом входного дифференциального каскада, выход которого 65 через эмиттерный повторитель соединен с базой дополнительного транзистора, последовательно соединенные усилительный и выходной двухтактный каскады, а также задающий генератор тока, выход которого соединен с входом второго отражателя тока, а через третий и четвертый отражатели тока — c входом усилительного каскада, введены дополнительный эмиттерный повторитель, дополнительный резистор и дополнительный отражатель тока, вход которого соединен с задающим генератором тока, а выход с выходом дополнительного эмиттерного повторителя, вход которого соединен с входом первого отражателя тока, дополнительный транзистор,. коллектор и база которого oáúåäèíåíû и подключены к выхоцу второго отражателя тока, а эмиттер через дополнительный резистор соединен с входом усилительного каскада, имеет структуру, противоположную структуре транзистора эмиттерного повторителя.

На чертеже представлена схема операционного усилителя.

Операционный усилитель содержит входной дифференциальный каскад

1, первый отражатель 2 тока на транзисторах 3,4 и с резисторами 5 и 6, эмиттерный повторитель на транзисторе 7, дополнительный эмиттерный повторитель на транзисторе 8,,цополнительный транзистор 9, усилительный каскад на транзисторе 10, выходной двухтактный каскад 11, дополнительный резистор 12, задающий генератор 13 тока, второй, третий и четвертый отражатели 14 — 16 тока, дополнительный отражатель 17 тока, отрицательная и положительная шины

18 и 19 источника питания, конденсатор 20.

Операцион -.ый усилитель работает следующим образом.

Резисторы 5 и 6 служат для уменьшения напряжения смещения и разности входных токов, увеличения коэффициен— та усиления операционного усилителя и могут быть использованы для балансировки. Номинал дополнительного резистора 12 выбирается таким, чтобы в режиме баланса падение напряжения на нем за счет проте::<ания тока задающего генератора 13 тока было равно падению. напряжения на резисторах 5 и б в эмиттерных цепях транзисторов

3 и 4 при любом значении тока задающего генератора 13 тока. ,Цополнительный транзистор 9 в диодном включении служит для повышения потенциала коллектора транзистора 4, обеспечивая практически нулевое напряжение на коллекторном переходе этого транзистора при низких 3начениях тока задающего генератора 13 тока. при = том r.адение на1084960

Составитель И.Бодяхина

Редактор П.Коссей Техред H.Ìåòåëåâà Корректор A.Äçÿòêî

Заказ 2034/52 Тираж 862 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и .открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная,4 пряжения на эмиттерном переходе дополнительного транзистора 9 определяется током с второго отражателя

14 тока.

Для симметрирования входного дифференциального каскада 1 ко второ- 5 му плечу его подключен дополнительный эмиттерный повторитель на транзисторе 8 и дополнительный отражатель 17 тока, аналогичные эмиттерному повторителю на транзисторе 7 и второму отражателю 14 тока.

Конденсатор 20, включенный в цепь отрицательной обратной связи усилительного каскада на транзисторе 10, обеспечивает устойчивую работу операционного усилителя при глубоких обратных связях.

Потенциал коллектора транзистора

4 определяется как сумма падений напряжений на эмиттерных переходах дополните ьного транзистора 9 и транзистора 10 — плюс падение напряжения на:дополнительном резисторе

12, минус падение напряжения на эмиттерном переходе транзистора 7.

С увеличением тока задающего гене25 ратора 19 линейно увеличивается как эмиттерный ток транзисторов 3 и

4 первого отражателя 2 тока, так и ток четвертого, отражателя 16 тока, при этом повышается относительно отрицательной шины 18 источника питания не только потенциал баз транзисторов 3 и 4, но и потенциал коллектора транзистора 4.

Если номинал дополнительного резистора 12 выбрать иэ условия, чтобы падение напряжения на нем за счет протекания тока четвертого отражателя 16 тока в режиме баланса было равно падению напряжения на резисторах 5 и 6 первого отражателя

2 тока, то с увеличением тока задающего генератора 13 тока напряжение на коллекторном переходе транзистора 4 практически будет равно нулю (аналогично транзистору 3) при любых значениях тока задающего генератора

13 тока.

Таким образом, введение дополнительного резистора 12 уменьшает зависимость напряжения смещения и разности входных токов от значения тока задающего генератора 13 тока и расширяет диапазон допустимых значений тока задающего генератора

13 тока.