Операционный усилитель
Изобретение относится к радиотехнике . Цель изобретения - снижение потребляемой мощности. Операционный усилитель содержит входной дифференциальный каскад 1, выполненный на транзисторах 2-5, нагрузочных эл-тах 6, токостабилизаторе 7, повторителе напряжения 8, диоде 9 и источнике тока, выполненном на транзисторе 10, промежуточный каскад 1.1, выполненный на составных транзисторах и резисторе 12, выходной двухтактный каскад 13. Путем обеспечения пропорциональности между током смещения повторителя напряжения 8, выполненного на составном транзисторе, и рабочим током промежуточного каскада 11 в операционном усилителе обеспечивается двухтактный режим работы цепи следящей обратной связи. При этом сохраняется быстродействие операционного усилителя, а ток, потребляемый этой цепью и всем операционным усилителем в целом, уменьшается , 2 ил. i (Л с
СОНИ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
А1 (51)4 Н 03 F 3/45
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И 01НРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21 } 4156475/24-09 (22) 28.11.86 (46) 23.12.88. Бюл. 9 47 (7i) Научно-исследовательский ин. ститут интроскопии при Томском политехническом институте им.С.М. Кирова (72) В.Я. Грошев (53) 621.375.026(088.8) (56) Шило В.Л. Линейные интегральные схемы в радиоэлектронной аппаратуре.
N.: Советское радио, 1979, с. 124, рис. 3,26б. (54) ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к радиотехнике ° Цель изобретения — снижение потребляемой мощности. Операционный усилитель содержит входной дифференциальный каскад 1, выполненный на транзисторах 2 — 5, нагрузочных
„„SU„„3446 8 эл-тах 6, токостабилизаторе 7, повторителе напряжения 8, диоде 9 и источнике тока, выполненном на транзисторе 10„ промежуточный каскад 1.1, вынолненный на составных транзисторах и резисторе 12, выходной двухтактный каскад 13. Путем обеспечения пропорциональности между током смещения повторителя напряжения 8, .выполненного на составном транзисторе, и рабочим током промежуточного каскада 11 в операционном усилителе обеспечивается двухтактный режим работы цепи следящей обратной связи.
При этом сохраняется быстродействие операционного усилителя, а ток, потребляемый этой цепью и всем операционным усилителем в целом, уменьшается. 2 ил.
1446689
Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в качестве неинвертирующего усилителя или повторителя напряжения для усиления и преобразования электрических, в том числе импульсных, сигналов. сигналов.
Цель изобретения — снижение потребляемой мощности.
Иа фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема операционного усилителя; на фиг. 2 — узел этой схемы.
Операционный усилитель (ОУ) с одер- 15 жит входной дифференциальный каскад
1, выполненный на первом 2, втором 3, третьем 4,и четвертом 5 транзисторах, нагрузочных элемента 6, токостабили= . заторе 7, повторителе 8 напряжения, 2п диоде 9, источнике тока, выполненном на пятом транзисторе 10, промежуточный каскад 11, выполненный на составных транзисторах и резисторе 12, и выходной двухтактный каскад 13. 25
ОУ работает следующим образом.
Очевидно, что большой ток смещения повторителя 8 напряжения необходим только при включении ОУ повтори- 30 телем напряжения и передаче им положительного импульсного перепада. При работе усилителя в режиме малого сигнала переменный сигнал на входе по вторителя 8 напряжения практически
35 отсутствует, а поэтому его ток смещения может быть существенно уменьшен. Такую же зависимость от скорости нарастания сигнала на входе ОУ имеет величина рабочего тока промежуточного каскада 11. Следовательно, обеспечив пропорциональность между током смещения повторителя 8 напряжения и рабочим током промежуточного каскада 11, можно обеспечить двух- 45 тактный режим работы этой цепи следящей обратной связи, при этом сохраняется быстродействие ОУ, а ток, потребляемый этой цепью и всем усилителем в целом, уменьшается. Для реализации такого характера работы цепи следящей обратной связи база-эмиттерный переход пятого транзистора 10 на фиг. 1 включен параллельно база-эмиттерному переходу выходного транзис55 тора промежуточного каскада 11, а на фиг.2 — параллельно прямосмещенному диоду, включенному последовательно с эмиттером этого транзистора.
Однако при таком включении образуется цепь нежелательной обратной связи (OC), замыкающейся эквивалентно с выхода промежуточного каскада 11 на объединенные эмиттеры первого 2 и второго 3 транзисторов через повторитель 8 напряжения. Эта ОС оказывает вредное влияние на характеристику ОУ, в том числе способствует уменьшению усиления на постоянном токе и росту нелинейности. Можно показать, что с учетом этой ОС коэффициент усиления
ОУ на постоянном токе равен
К ко
К
К пк 2№ 1пн где №д — коэффициент усиления ОУ без ОС;
K;„„ — коэффициент усиления тока в структуре промежуточного с каскада 11;
K — коэффициент усиления в пн структуре повторителя 8 напряжения.
Из этого соотношения следует, что достаточно высокий коэффициент усиления на постоянном токе предлагаемого ОУ может быть обеспечен только при условии ¹ № и„, при этом с учетом
1йк 1 11Н примерного равенства h пр именя емых транзисторов повторитель 8 напряжения и промежуточный каскад 11 должны иметь одинаковые структуры, т.е ° ь каждый из них должен содержать одинаковое число транзисторов, В таком случае предлагаемое техническое решение позволяет избежать ухудшения эксплуатационных характеристик ОУ при выигрыше в экономичности.
В отличие от известных ОУ предлагаемый усилитель при подаче питания не может быть выведен на нормаль" ный рабочий режим без пускового элемента, в качестве которого используется резистор 12, Сопротивление этого резистора 12 выбирается таким образом, чтобы после выхода ОУ на режим его наличие никак не отражалось бы на характеристиках.ОУ, Типичная величина сопротивления составляет ориентировочно 1 МОм и увеличивается при уменьшении рабочих токов ОУ.
Возможны другие варианты включения пусковой цепи.
Формула изобретения
Операционный усилитель, содержащий последовательно соединенные входной
Составитель И.Водяхина
Техред М.Моргеитал Корректор М .Шароши
Редактор В.Данко.Заказ 6754/57 Тираж 929 Подписное
ВИИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 144 дифференциальный каскад, выполненный на первом и втором транзисторах, эмиттеры которых объединены, подключены к входу повторителя напряжения и через токостабилизатор соединены с первой шиной источника питания, третьем и четвертом транзисторах, базы которых объединены и через диод подключены к выходу повторителя напряжения, а через источник тока, выполненный на пятом транзисторе, — к второй шине источника питания, эмиттеры третьего и четвертого транзисторов подключены к коллекторам соот, ветственно первого и второго тран6689
4 зисторон, а коллекторы через нагрузочные элементы подключены к второй шине источника питания, промежуточный каскад, выполненный на составном
5 транзисторе, и выходной двухтактный каскад, отличающийся тем, что, с иелью снижения потребляемой мощности, повторитель напряжения выполнен на составном транзисторе, при этом база-эмиттерный переход пятого транзистора включен параллельно р — n-переходу промежуточного каскада, ток через который пропорционален выходному току промежуточного каскада.
