Операционный усилитель

 

Изобретение относится к электронике и аналоговой вычислительной технике. Увеличивается частота единичного усиления и повышается быстродействие. Операц. у-ль содержит входной и промежуточный диф. каскады 1 и 2, эмиттерный повторитель 3 на транзисторе (Т) 4, прямосмещенный и обратносмещенный диоды (Д) 5 и 13, выходной двухтактный каскад 6, два биполярных Т 7 и 9, полевой Т 8, два корректирующих конденсатора (К) 10 и 11 и резистор 12. Совместная схема включения цепи частотной коррекции с введенными резистором 12, К II и Д13 обеспечивает минимальнофазовость устр-ва. 1 з.п.ф-лы, 1 ил. ю (Л tc СП О) ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1256145 А1 (su 4 Н 03 F 3/34

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3773933/24-09 (22) 12.07.84 (46) 07.09.86. Бюл. № 33 (71) Институт проблем моделирования в энергетике АН УССР (721 В. С. Годлевский, В. А. Киселев, В. Г. Левитский, В. С. Рысин и В. А. Ткаченко (53) 621.375.024 (088.8) (56) Гребен А. Б. Проектирование аналоговых ИС. — М.: Энергия, 1976, с. 42.

Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники.— М.: Мир, 1983, т. 2, с. 450. (54) ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к электронике и аналоговой вычислительной технике.

Увеличивается частота единичного усиления и повышается быстродействие. Опера ц. у-л ь содержит входной и п ромежуточный диф. каскады 1 и 2, эмиттерный повторитель 3 на транзисторе (Т) 4, прямосмещенный и обратносмещенный диоды (!) 5 и 13, выходной двухтактный каскад 6, два биполярных Т 7 и 9, полевой Т 8, два корректирующих конденсатора (К) 10 и 11 и резистор 12. Совместная схема включения цепи частотной коррекции с введенными резистором 12, К 11 и Д13 обеспечивает минимальнофазовость устр-ва. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1256145

1О

2О

Формула изобретения

Изобретение относится к электронике, к аналоговой вычислительной технике, в частности к устройствам для выполнения вычислительных операций.

Цель изобретения — увеличение частоты единичного усиления и повышение быстродействия.

На чертеже представлена принципиальная схема операционного усилителя.

Операционный усилитель содержит входной дифференциальный каскад 1, промежуточный дифференциальный каскад 2, эмиттерный повторитель 3 на транзисторе 4, прямосмещенный диод 5, выходной двухтактный каскад 6, первый биполярный транзистор 7, полевой транзистор 8, второй биполярный транзистор 9, первый корректирующий конденсатор 10, второй корректирующий конденсатор 11, резистор 12 и обратносмещенный диод 13.

Операционный усилитель работает следующим образом.

Подключение цепи частотной коррекции к эмиттеру транзистора 4 обеспечивает существенное уменьшение значения лежащего в правой полуплоскости комплексной плоскости нуля передаточной функции цепи передачи сигнала с выхода входного дифференциального каскада 1 на эмиттер транзистора 4 по сравнению с нулем аналогичной передаточной функции известного устройства и увеличение при этом частоты единичного усиления. Включение конденсатора

11 между затвором и стоком полевого транзистора 8 обеспечивает дополнительный сдвиг обусловленного влиянием цепи частотной коррекции нуля передаточной функции цепи передачи сигнала с выхода входного дифференциального каскада 1 на выход устройства, достаточный для того, чтобы переместить нули в общей передаточной функции устройства из правой полуплоскости в левую полуплоскость комплексной плоскости.

Предлагаемое включение конденсатора 11 также устраняет неминимальнофазовость передаточной функции выходного двухтактного каскада 6, обусловленную влиянием емкости перехода база — коллектор второго биполярного транзистора 9. Введение резистора 12 в цепь частотной коррекции обеспечивает увеличение частоты единичного усиления без существенного ухудшения запаса по фазе устройства. Это обусловлено тем, что резистор 12 в совокупности с конденсатором 10 создают ноль в передаточной функции устройства, компенсирующий голюса передаточной функции, вызванные паразитными параметрами транзисторов входного

1 и промежуточного 2 дифференциальных каскадов устройства.

Обратносмещенный диод 13 включен между эмиттером и базой транзистора 4 для устранения недопустимых импульсных падений отрицательных напряжений на переходе база — эмиттер транзистора 4 при скачкообразных изменениях полярностей входного сигнала операционного усилителя.

Эти импульсные перенапряжения обусловлены тем, что напряжение на эмиттере транзистора 4 отслеживает напряжение на его базе с некоторым запаздыванием, вызванным влиянием конденсатора 10 цепи частотной коррекции. Данное запаздывание вызвано тем, что величина тока заряда конденсатора 10 ограничена и определяет быстродействие устройства. Импульсные падения напряжения на переходе база — эмиттер транзистора 4 могут достигать величины, равной удвоенной амплитуде питающего напряжения, и приводят к деградации транзистора 4, покольку обратное напряжение перехода база — эмиттер для интегральных транзисторов существенно меньше величины удвоенной амплитуды напряжения питания.

Таким образом, совместная схема включения цепи частотной коррекции, конденсатора 11 и обратносмещенного диода 13 обеспечивает минимальнофазовость предлагаемого устройства, что дает возможность уменьшить величину емкости конденсатора 10 цепи частотной коррекции с целью увеличения частоты единичного усиления и повышения быстродействия операционного усилителя.

Прямосмещенный диод 5 необходим для задания режима выходного двухтактного каскада 6.

1. Операционный усилитель, содержащий последовательно соединенные по сигналу входной дифференциальный каскад, промежуточный дифференциальный каскад, эмиттерный повторитель с прямосмещенным диодом, включенным в цепь эмиттера транзистора эмиттерного повторителя, и выходной двухтактный каскад, одно из плеч которого выполнено на первом биполярном транзисторе, включенном по схеме с общим коллектором, база которого соединена с эмиттером транзистора эмиттерного повторителя, а другое плечо — на полевом транзисторе и втором биполярном транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером, причем затвор полевого транзистора через прямосмещенный диод соединен с базой первого биполярного транзистора, а его сток и исток — с базой и коллектором второго биполярного транзистора соответственно, а также первый корректирующий конденсатор, один вывод которого соединен с соответствующим входом промежуточного дифференциального каскада, отличающийся тем, что, с целью увеличения частоты единичного усиления и повышения быстродействия, в него введены резистор и обратносмещенный диод, включенный параллельно эмиттерному переходу транзистора эмиттерного повторителя, эмиттер которого через резистор соединен с другим выводом первого корректирующего конденсатора.

2. Усилитель по п. 1, отличающийся тем, что между затвором и стоком полевого

1256145 транзистора включен второй корректирующий конденсатор.

Составитель Ю. Рогаткин

Редактор В. Петраш Техред И. Верес Корректор E. Рошко

Заказ 4833/54 Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4