Управляемый операционный усилитель

 

Изобретение м.б. использовано в аналоговых, аналого-цифровых интегральньЬс схемах на полевых транзисторах . Цель изобретения - повьшение стабильности коэф, передачи. Устр-во содержит дифференциальный каскад I, г-р тока 2, токовое зеркало 3 несимметричной нагрузки каскада 1, инвертор 4, выполненный на транзисторах 5 и 6, выходной двухтактный каскад 7, выполненный на транзисторах 8 и 9, коректирующий конденсатор 10, управляемый ключ 11, выполненный на транзисторах 12 и 13. 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЩИАЛИСТРИЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1

„„SU„,, 127247

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTPM (21) 3882345/24-09 (22) 10.04.85 (46) 23.11.86. Бюл. У 43 (72) В.И.Язовцев, В.Н.Богатырев и В.P.Ñóìÿí (53) 621.375.024(088.8) (56) Микросхема МС 14573. Каталог фирмы "Motorola CMOS Integrated circuits", )978. й1) 4 Н 03 Р 3 45 Н 03 С 3/20 (54) УПРАВЛЯЕЖФ ОПЕРАЦИОННЬП1 УСИЛИТЕЛЬ (57) Изобретение м.б. использовано в аналоговых, аналого-цифровых интегральных схемах на полевых транзисторах. Цель изобретения — повьппение стабильности коэф. передачи. Устр-во содержит дифференциальный каскад I, r-p тока 2, токовое зеркало 3 несимметричной нагрузки каскада 1, инвертор 4, выполненный на транзисторах

5 и 6, выходной двухтактный каскад

7, выполненный на транзисторах 8 и 9, коректирующий конденсатор 10, управляемый ключ 11, выполненный на транзисторах 12 и 13. 1 ил.

1272473

Изобретение относится к усилительным устройствам и предназначено для использования в аналого-цифровых интегральных схемах на полевых транзисторах. $

Цель изобретения — повьппение стабильности коэффициента передачи.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предложенного управляемого операционного уси- 10 лителя, Управляемый операционный усилитель содержит дифференциальный каскад 1, генератор 2 тока, токовое зеркало 3 несимметричной нагрузки дифферен- 1$ циального каскада 1, инвертор 4, выполненный на первом 5 и втором 6 транзисторах, выходной двухтактный: каскад 7, выполненный на первом 8 и втором 9 транзисторах, корректирую- 20 щий конденсатор 10 и управляемый ключ

ll, выполненный на первом 12 и втором 13 транзисторах.

Управляемый операционный усилитель работает следующим образом. 25

При изменении уровня управляющего напряжения меняется ток смещения, текущий через дифференциальный .1 и выходной двухтактный 7 каскады, тем самым меняются параметры усилителя 30 (коэффициент усиления и скорость нарастания). Чем ниже ток смещения, тем выше коэффициент усиления и хуже нагруэочная способность, и наоборот, при большем токе смещения нагрузочная способность схемы вьппе, а коэффициент усиления ниже. При изменении тока смещения меняется крутизна выходного двухтактного каскада 7, но при этом осуществляется одновремен- ф» ная подстройка сопротивления каскада частотной коррекции.

В качестве средства автокомпенсации использован управляемый от источника управляющего напряжения инверто4S ра 4 ключ 11, сопротивление которого меняется в соответствии с изменением крутизны выходного двухтактного каскада 7 на порядок. При высоком токе смещения сопротивление управляемого ключа 11 наименьшее при наибольшей крутизне выходного двухтактного каскада 7, а с уменьшением тока смещения сопротивление управляемого ключа

ll растет в соответствии с уменьшением крутизны выходного.двухтактного каскада 7. С помощью инвертора 4 формируется противофазное управление управляемым ключом 11 от источника управляющего напряжения.

Ток выходного двухтактного каскада равен

Z. Р,С,/2 К/1) (V„ где (Е/L) — отношение ширины канала

8 к его длине для первого транзистора 8;

V, — пороговое напряжение; !,С =12 мкА/В для ИОП транзистора р-типа с толщиной окисла 1000 А;

V,„ — напряжение источника управляющего напряжения.

Крутизна выходного двухтактного каскада равна

=(ц

° смещ-7 )С

2 В

2 где Сп24 мкА/В для ИОП транзистора п-типа.

Для компенсации должмо выполняться равенство

4! gm (3) где К, — сопротивление управляемого ! ключа 11

В, . 1/!,С, (— )„, (Ч,„-Ч.,), (4)

z где (— ) — отношение ширины канала

Ь 11 к его длине.

Из равенства (3) следует, что для компенсации необходимо, чтобы геометрия транзисторов управляемого ключа

11 и геометрия транзисторов выходного двухтактного каскада удовлетворяла равенству (— )

7.

1 м (5) Таким образом, в предложенном устройстве по сравиенмю с известным достигается повышение стабильности коэффициента передачи.

Формула изобретения

Управляемый операционный усилитель, выполненный на полевых транзисторах, содержащий дифференциальный каскад, имеющий генератор тока, управляющий вход которого соединен с источником управляющего напряжения, и нес шиметричную нагрузку в виде То кового зеркала, а также выходной

1272473

Составитель Н. Дубровская

Техред; Л.Олейник Корректор В. Бутяга

Редактор И. Николайчук

Заказ 6348/55

Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 двухтактный каскад, выполненный на первом и втором транзисторах, включенных по схеме с общим истоком, при этом выход управления генератора тока соедениен с затвором первого тран- S зистора выходного двухтактного каскада, выход токового зеркала соединен с затвором второго транзистора выходного двухтактного каскада и с одним выводом корректирующего. конденсато- !О ра, причем транзисторы дифференциаль-,. ного каскада, генератора тока и первый транзистор выходного двухтактного каскада имеют одну структуру, а транзисторы токового зеркала и вто- 15 рой транзистор выходного двухтактного каскада имеют другую структуру, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности коэффициента передачи, в него введены ин- gp вертор, выполненный на первом транзисторе, в цепь стока которого введен второй транзистор, затвор которого соединен со стоком, и управляемый ключ, выполненный на первом и втором тран- д зисторах, причем сток первого соединен с истоком второго, а исток первого — со стоком второго транзисторов, подложки соединены с соответствующими шинами источника питания, затвор первого транзистора управляемого ключа соединен с выходом инвертора, вход которого соединен с затвором первого транзистора выходного двухтактного каскада и затвором второго транзистора управляемого ключа, причем точка соединения истока первого и стока второго транзисторов управляемого ключа соединена с другим выводом корректирующего конденсатора, а точка соединения стока первого и истока второго транзисторов управляемого ключа соединена со стоками транзисторов выходного двухтактного каскада, при этом первый транзистор инвертора и второй транзистор управляемого ключа имеют одну структуру, а второй тарнзистор инвертора и.второй транзистор управляемого ключа — другую структуру.