Биполярно-полевой операционный усилитель

Изобретение относится к области радиоэлектроники, а именно к прецизионным устройствам усиления сигналов. Технический результат - повышение коэффициента усиления дифференциального сигнала в разомкнутом состоянии ОУ до уровня 90÷100 дБ. Биполярно-полевой операционный усилитель содержит первый (1) и второй (2) входные полевые транзисторы, объединенные истоки которых связаны с первой (3) шиной источника питания через первый (4) токостабилизирующий двухполюсник, а затворы соединены с соответствующими входами (5) и (6) устройства, первый (7) и второй (8) выходные транзисторы, базы которых объединены и подключены к цепи смещения потенциалов (9), эмиттер первого (7) выходного транзистора соединен со второй (10) шиной источника питания через первый (11) токостабилизирующий резистор, эмиттер второго (8) выходного транзистора соединен со второй (10) шиной источника питания через второй (12) токостабилизирующий резистор, токовое зеркало (13), согласованное с первой (3) шиной источника питания, выход которого соединен с токовым выходом устройства (14) и коллектором второго (8) выходного транзистора, а вход токового зеркала (13) соединен с коллектором первого (7) выходного транзистора. В схему введены первый (15), второй (16), третий (17) и четвертый (18) дополнительные транзисторы, а также первый (19) и второй (20) дополнительные резисторы, объединенные коллекторы первого (15) и второго (16) дополнительных транзисторов соединены с истоками первого (1) и второго (2) входных полевых транзисторов, базы третьего (17) и четвертого (18) дополнительных транзисторов связаны с базами первого (7) и второго (8) выходных транзисторов, база первого (15) дополнительного транзистора соединена с коллектором третьего (17) дополнительного транзистора, эмиттер первого (15) дополнительного транзистора подключен к эмиттеру первого (7) выходного транзистора, эмиттер третьего (17) дополнительного транзистора связан со второй (10) шиной источника питания через первый (19) дополнительный резистор, база второго (16) дополнительного транзистора соединена с коллектором четвертого (18) дополнительного транзистора, эмиттер второго (16) дополнительного транзистора подключен к эмиттеру второго (8) выходного транзистора, эмиттер четвертого (18) дополнительного транзистора связан со второй (10) шиной источника питания через второй (20) дополнительный резистор. 10 ил.

 

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в качестве прецизионного устройства усиления сигналов.

В современной радиоэлектронной аппаратуре находят применение операционные усилители (ОУ) на полевых и биполярных транзисторах, выполненные на основе архитектуры «перегнутого каскода» [1-14]. Их основные достоинства - расширенный частотный диапазон, а также эффективное использование напряжения питания.

Для работы в условиях космического пространства в экспериментальной физике необходимы радиационно-стойкие ОУ с малым напряжением смещения нуля (Uсм) и повышенным коэффициентом усиления по напряжению (80-100 дБ). Мировой опыт проектирования устройств данного класса показывает, что решение этих задач возможно с использованием биполярно-полевого технологического процесса [15], обеспечивающего формирование p-канальных полевых и высококачественных n-p-n биполярных транзисторов с радиационной стойкостью до 1 Мрад и потоком нейтронов до 1013 н/см2. Однако, для таких ОУ необходима специальная схемотехника, учитывающая ограничения биполярно-полевой технологии [15-18].

Ближайшим прототипом заявляемого устройства является операционный усилитель по патенту US 7215200, fig. 6. Он содержит (фиг. 1) первый 1 и второй 2 входные полевые транзисторы, объединенные истоки которых связаны с первой 3 шиной источника питания через первый 4 токостабилизирующий двухполюсник, а затворы соединены с соответствующими входами 5 и 6 устройства, первый 7 и второй 8 выходные транзисторы, базы которых объединены и подключены к цепи смещения потенциалов 9, эмиттер первого 7 выходного транзистора соединен со второй 10 шиной источника питания через первый 11 токостабилизирующий резистор, эмиттер второго 8 выходного транзистора соединен со второй 10 шиной источника питания через второй 12 токостабилизирующий резистор, токовое зеркало 13, согласованное с первой 3 шиной источника питания, выход которого соединен с токовым выходом устройства 14 и коллектором второго 8 выходного транзистора, а вход токового зеркала 13 соединен с коллектором первого 7 выходного транзистора.

Существенный недостаток известного ОУ состоит в том, что его коэффициент усиления по напряжению (Kу) получается небольшим. Это связано с тем, что в известной схеме усиление по напряжению обеспечивается только каскадом на выходных транзисторах 7 и 8. Кроме этого, в диапазоне рабочих, прежде всего низких температур, а также при воздействии потока нейтронов он имеет повышенные значения напряжения смещения нуля (Uсм) (единицы-десятки милливольт). В конечном итоге это снижает прецизионность известного ОУ.

Основная задача предлагаемого изобретения состоит в повышении коэффициента усиления дифференциального сигнала в разомкнутом состоянии ОУ до уровня 90÷100 дБ.

Дополнительная задача - уменьшение напряжения смещения нуля.

Поставленные задачи достигаются тем, что в операционном усилителе фиг. 1, содержащем первый 1 и второй 2 входные полевые транзисторы, объединенные истоки которых связаны с первой 3 шиной источника питания через первый 4 токостабилизирующий двухполюсник, а затворы соединены с соответствующими входами 5 и 6 устройства, первый 7 и второй 8 выходные транзисторы, базы которых объединены и подключены к цепи смещения потенциалов 9, эмиттер первого 7 выходного транзистора соединен со второй 10 шиной источника питания через первый 11 токостабилизирующий резистор, эмиттер второго 8 выходного транзистора соединен со второй 10 шиной источника питания через второй 12 токостабилизирующий резистор, токовое зеркало 13, согласованное с первой 3 шиной источника питания, выход которого соединен с токовым выходом устройства 14 и коллектором второго 8 выходного транзистора, а вход токового зеркала 13 соединен с коллектором первого 7 выходного транзистора, предусмотрены новые элементы и связи - в схему введены первый 15, второй 16, третий 17 и четвертый 18 дополнительные транзисторы, а также первый 19 и второй 20 дополнительные резисторы, объединенные коллекторы первого 15 и второго 16 дополнительных транзисторов соединены с истоками первого 1 и второго 2 входных полевых транзисторов, базы третьего 17 и четвертого 18 дополнительных транзисторов связаны с базами первого 7 и второго 8 выходных транзисторов, база первого 15 дополнительного транзистора соединена с коллектором третьего 17 дополнительного транзистора, эмиттер первого 15 дополнительного транзистора подключен к эмиттеру первого 7 выходного транзистора, эмиттер третьего 17 дополнительного транзистора связан со второй 10 шиной источника питания через первый 19 дополнительный резистор, база второго 16 дополнительного транзистора соединена с коллектором четвертого 18 дополнительного транзистора, эмиттер второго 16 дополнительного транзистора подключен к эмиттеру второго 8 выходного транзистора, эмиттер четвертого 18 дополнительного транзистора связан со второй 10 шиной источника питания через второй 20 дополнительный резистор.

На фиг. 1 показана схема ОУ-прототипа, а на чертеже фиг. 2 - схема заявляемого устройства в соответствии с формулой изобретения.

На фиг. 3 приведена схема ОУ фиг. 2 в среде компьютерного моделирования PSpice на радиационно-зависимых моделях интегральных транзисторов АБМК_1_3 НПО «Интеграл» (г. Минск).

На фиг. 4 показана частотная зависимость коэффициента усиления по напряжению разомкнутого ОУ фиг. 3.

На фиг. 5 приведена зависимость напряжения смещения нуля (Uсм) схемы фиг. 3 от температуры в диапазоне минус 60÷+80°C (а) и потока нейтронов (б) для случая, когда транзисторы схемы не имеют разброса параметров, а токовое зеркало 13 идеально. Это позволяет оценить предельные возможности структуры заявляемого ОУ по величине Uсм.

На фиг. 6 показана схема заявляемого ОУ фиг. 2 в среде PSpice при выполнении токового зеркала 13 на p-n-p транзисторах АБМК 1_3, которые не имеют высокой радиационной стойкости.

На фиг. 7 представлены амплитудно-частотные характеристики схемы фиг. 6 и схемы ОУ-прототипа фиг. 9 при выполнении токового зеркала 13 на p-n-p транзисторах АБМК 1_3. Из данных графиков следует, что заявляемый ОУ (в сравнении с прототипом) имеет более высокий (на 33,4 дБ) коэффициент усиления по напряжению в разомкнутом состоянии.

На фиг. 8 приведена зависимость напряжения смещения нуля ОУ фиг. 6 при выполнении токового зеркала 13 на p-n-p транзисторах АБМК 1_3 от температуры в диапазоне минус 60-80°C (а), потока нейтронов (б).

На фиг. 9 показана схема ОУ-прототипа фиг. 1 в среде PSpice при выполнении токового зеркала 13 на p-n-p транзисторах АБМК 1_3, параметры которых деградируют в большей степени, чем транзисторов n-p-n.

На фиг. 10 приведена зависимость напряжения смещения нуля ОУ-прототипа фиг. 9 при выполнении токового зеркала 13 на р-п-р транзисторах АБМК 1_3 от температуры в диапазоне минус 60 - 80°С (а), потока нейтронов (б).

Сравнение фиг. 10 и фиг. 8 показывает, что предлагаемый ОУ имеет на порядок меньшее значение напряжения смещения нуля как в рабочем диапазоне температур, так и в диапазоне радиационных воздействий.

Биполярно-полевой операционный усилитель фиг. 2 содержит первый 1 и второй 2 входные полевые транзисторы, объединенные истоки которых связаны с первой 3 шиной источника питания через первый 4 токостабилизирующий двухполюсник, а затворы соединены с соответствующими входами 5 и 6 устройства, первый 7 и второй 8 выходные транзисторы, базы которых объединены и подключены к цепи смещения потенциалов 9, эмиттер первого 7 выходного транзистора соединен со второй 10 шиной источника питания через первый 11 токостабилизирующий резистор, эмиттер второго 8 выходного транзистора соединен со второй 10 шиной источника питания через второй 12 токостабилизирующий резистор, токовое зеркало 13, согласованное с первой 3 шиной источника питания, выход которого соединен с токовым выходом устройства 14 и коллектором второго 8 выходного транзистора, а вход токового зеркала 13 соединен с коллектором первого 7 выходного транзистора. В схему введены первый 15, второй 16, третий 17 и четвертый 18 дополнительные транзисторы, а также первый 19 и второй 20 дополнительные резисторы, объединенные коллекторы первого 15 и второго 16 дополнительных транзисторов соединены с истоками первого 1 и второго 2 входных полевых транзисторов, базы третьего 17 и четвертого 18 дополнительных транзисторов связаны с базами первого 7 и второго 8 выходных транзисторов, база первого 15 дополнительного транзистора соединена с коллектором третьего 17 дополнительного транзистора, эмиттер первого 15 дополнительного транзистора подключен к эмиттеру первого 7 выходного транзистора, эмиттер третьего 17 дополнительного транзистора связан со второй 10 шиной источника питания через первый 19 дополнительный резистор, база второго 16 дополнительного транзистора соединена с коллектором четвертого 18 дополнительного транзистора, эмиттер второго 16 дополнительного транзистора подключен к эмиттеру второго 8 выходного транзистора, эмиттер четвертого 18 дополнительного транзистора связан со второй 10 шиной источника питания через второй 20 дополнительный резистор.

Сопротивление Rэкв.14 моделирует нагрузку в выходной цепи 14 заявляемого (фиг. 2) и известного (фиг. 1) устройств.

Для уменьшения выходного сопротивления устройства к выходу 14 может подключаться буферный усилитель с низким выходным сопротивлением (фиг. 3, Gain=1). Симметрирование статического режима первого 7 и второго 8 выходных транзисторов может осуществляться вспомогательным источником V5 (фиг. 3, фиг. 6).

Рассмотрим работу ОУ фиг. 2.

Статический режим транзисторов схемы фиг. 2 по току устанавливается источником опорного тока 4. При этом токи стоков (Ici) и токи коллекторов (Iкi) транзисторов схемы при 100% отрицательной обратной связи в ОУ определяются уравнениями Кирхгофа:

где U9 - напряжение цепи смещения потенциалов 9 относительно второй 10 шины источника питания;

Uэб≈0,7 В - напряжение эмиттер-база биполярных транзисторов схемы (7, 8, 17, 18) в активном режиме при токах эмиттера Iэi=I0;

R11, R12 - сопротивления первого 11 и второго 12 токостабилизирующих резисторов;

R19, R20 - сопротивления первого 19 и второго 20 дополнительных резисторов;

I11, I12 - токи первого 11 и второго 12 токостабилизирующих резисторов;

I4=4I0 - ток источника опорного тока 4;

I0 - некоторый заданный квант тока, например, I0=2 мА, выбираемый при проектировании ОУ.

Коэффициент усиления по напряжению разомкнутой схемы ОУ фиг. 2 определяется произведением:

где uвых.14 - приращение напряжения на выходе ОУ 14, вызванное изменением напряжения (uвх.5-6) между входами ОУ 5, 6;

- коэффициент преобразования входного напряжения ОУ (uвх.5-6) в напряжение между базами транзисторов 15-16 (u15-16);

- коэффициент передачи дифференциального напряжения между базами транзисторов 15 и 16 на выход усилителя 14.

Причем

где Rэкв.15-16 - эквивалентное дифференциальное сопротивление между базами транзисторов 15 и 16;

Rэкв.14 - эквивалентное сопротивление в цепи нагрузки ОУ (выходного узла 14);

- эквивалентная крутизна входного дифференциального каскада на основе входных полевых транзисторов 1 и 2;

S1, S2 - крутизны стокозатворной характеристики соответствующих входных полевых транзисторов 1 и 2;

;

rэij - сопротивление эмиттерного перехода ij-го транзистора (rэijт/Iэij);

φт=25 мВ - температурный потенциал;

Ki≈1 - модуль коэффициента усиления по току токового зеркала 13.

Численное значение эквивалентного сопротивления R3KB.i5-i6 определяется формулой

где β15-161516 - коэффициент усиления по току базы транзисторов 15 и 16;

.

Как следствие, за счет создания в схеме фиг. 2 двух высокоимпедансных узлов коэффициент усиления по напряжению разомкнутого ОУ фиг. 2 получается достаточно большим (≈80÷100 дБ):

В ОУ-прототипе этот параметр в β15-16-раз меньше:

В заявляемой схеме ОУ (в сравнении с прототипом) повышается также коэффициент ослабления входных синфазных сигналов (Kос.сф). Данный эффект объясняется введением (за счет новых элементов) отрицательной обратной связи по синфазному сигналу (транзисторы 15 и 16) в истоковую цепь транзисторов 1 и 2, которая улучшает Kос.сф [19].

За счет высокой симметрии схемы ОУ напряжение смещения нуля заявляемого ОУ, в отличие от ОУ-прототипа (фиг. 9), достаточно мало (фиг. 8). Это связано с уменьшением в K1-раз (11) влияния на Uсм погрешностей токового зеркала 13, которое имеет высокую нестабильность статического режима при внешних воздействиях из-за применения p-n-p транзисторов АБМК_1_3 [15-18].

Таким образом, заявляемое устройство имеет существенные преимущества в сравнении с ОУ-прототипом.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Патент США №5422600, фиг. 2.

2. Патент США №4406990, фиг. 4.

3. Патент США №5952882.

4. Патент США №4723111.

5. Патент США №4293824.

6. Патент США №5323121.

7. Патент США №5420540 fig. 1.

8. Патент RU №2354041 C1.

9. Патентная заявка США №2003/0201828 fig 1, fig 2.

10. Патент США №6825721 fig. 1, fig 2.

11. Патент США №6542030 fig. 1.

12. Патент US 6456162, fig. 2.

13. Патент US 6501333.

14. Патент US 6717466.

15. Элементная база радиационно-стойких информационно-измерительных систем: монография / Н.Н. Прокопенко, О.В. Дворников, С.Г. Крутчинский; под общ. ред. д.т.н. проф. Н.Н. Прокопенко; ФГБОУ ВПО «Южно-Рос. гос. ун-т. экономики и сервиса». - Шахты: ФГБОУ ВПО «ЮРГУЭС», 2011. - 208 с.

16. Проблемы проектирования аналоговых устройств с входными полевыми транзисторами. Часть 1 / О. Дворников // Компоненты и технологии, №6, 2005, http://kit-e.ru/articles/device/2005_6_218.php.

17. Проблемы проектирования аналоговых устройств с входными полевыми транзисторами. Часть 2 / О. Дворников // Компоненты и технологии, №7, 2005, http://kit-e.ru/articles/device/2005_7_216.php.

18. Проблемы проектирования аналоговых устройств с входными полевыми транзисторами. Часть 3 / О. Дворников // Компоненты и технологии, №8, 2005, http://kit-e.ru/articles/device/2005_8_184.php.

19. Архитектура и схемотехника дифференциальных усилителей с повышенным ослаблением синфазных сигналов: монография / Н.Н. Прокопенко, С.В. Крюков. - Шахты: ГОУ ВПО «ЮРГУЭС», 2008. - 329 с.

Биполярно-полевой операционный усилитель, содержащий первый (1) и второй (2) входные полевые транзисторы, объединенные истоки которых связаны с первой (3) шиной источника питания через первый (4) токостабилизирующий двухполюсник, а затворы соединены с соответствующими входами (5) и (6) устройства, первый (7) и второй (8) выходные транзисторы, базы которых объединены и подключены к цепи смещения потенциалов (9), эмиттер первого (7) выходного транзистора соединен со второй (10) шиной источника питания через первый (11) токостабилизирующий резистор, эмиттер второго (8) выходного транзистора соединен со второй (10) шиной источника питания через второй (12) токостабилизирующий резистор, токовое зеркало (13), согласованное с первой (3) шиной источника питания, выход которого соединен с токовым выходом устройства (14) и коллектором второго (8) выходного транзистора, а вход токового зеркала (13) соединен с коллектором первого (7) выходного транзистора, отличающийся тем, что в схему введены первый (15), второй (16), третий (17) и четвертый (18) дополнительные транзисторы, а также первый (19) и второй (20) дополнительные резисторы, объединенные коллекторы первого (15) и второго (16) дополнительных транзисторов соединены с истоками первого (1) и второго (2) входных полевых транзисторов, базы третьего (17) и четвертого (18) дополнительных транзисторов связаны с базами первого (7) и второго (8) выходных транзисторов, база первого (15) дополнительного транзистора соединена с коллектором третьего (17) дополнительного транзистора, эмиттер первого (15) дополнительного транзистора подключен к эмиттеру первого (7) выходного транзистора, эмиттер третьего (17) дополнительного транзистора связан со второй (10) шиной источника питания через первый (19) дополнительный резистор, база второго (16) дополнительного транзистора соединена с коллектором четвертого (18) дополнительного транзистора,
эмиттер второго (16) дополнительного транзистора подключен к эмиттеру второго (8) выходного транзистора, эмиттер четвертого (18) дополнительного транзистора связан со второй (10) шиной источника питания через второй (20) дополнительный резистор.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области радиоэлектроники, в частности усиления сигналов. Технический результат - уменьшение статического тока, потребляемого ОУ при отключенной нагрузке.

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в качестве прецизионного устройства усиления сигналов. Технический результат: уменьшение статического тока, потребляемого ОУ от источников питания (без нагрузки), и уменьшение напряжения смещения нуля.

Изобретение относится к области радиоэлектроники. Технический результат - повышение коэффициента усиления разомкнутого операционного усилителя.

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано также в измерительной технике в качестве прецизионного устройства усиления сигналов различных сенсоров с токовым выходом.

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в устройствах усиления широкополосных сигналов, в структуре аналоговых интерфейсов различного функционального назначения.

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано в качестве устройства усиления аналоговых ВЧ и СВЧ сигналов, в структуре аналоговых микросхем различного функционального назначения (например, широкополосных усилителях).

Изобретение относится к области электроники и измерительной техники и может быть использовано в качестве устройства усиления сигналов различных датчиков, например, в мульдифференциальных операционных усилителях (МОУ), в структуре аналоговых микросхем различного функционального назначения, работающих в условиях воздействия радиации.

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано также в измерительной технике в качестве прецизионного устройства усиления сигналов различных сенсоров.

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может использоваться в микросхемах СВЧ-фильтрации радиосигналов систем сотовой связи, спутникового телевидения, радиолокации и т.п.

Изобретение относится к области радиотехники и связи. Технический результат заключается в расширении диапазона рабочих частот каскодного усилителя без ухудшения коэффициента усиления по напряжению.

Изобретение относится к области радиоэлектроники. Технический результат заключается в расширении диапазона изменения выходного напряжения до уровней, близких к напряжениям на положительной и отрицательной шинах питания. Устройство содержит: входной дифференциальный каскад, общая истоковая цепь которого связана с первой шиной источника питания, первый и второй входы входного дифференциального каскада, первый токовый выход входного дифференциального каскада, связанный с базой первого выходного транзистора и коллектором первого транзистора первого источника опорного тока, эмиттер которого связан со второй шиной источника питания, второй токовый выход входного дифференциального каскада, связанный с базой второго выходного транзистора и коллектором второго транзистора второго источника опорного тока, эмиттер которого связан со второй шиной источника питания, цепь динамической нагрузки, согласованную с первой шиной источника питания, вход которой соединен с коллектором второго выходного транзистора, а выход связан с выходом устройства и коллектором первого выходного транзистора, причем базы первого и второго транзисторов первого и второго источников опорного тока соединены друг с другом, а эмиттеры первого и второго выходных транзисторов объединены друг с другом. 3 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к области радиотехники. Технический результат: создание энергоэкономичного устройства для усиления разности двух входных токов и подавления их синфазной составляющей. Для этого предложен дифференциальный усилитель двуполярных токов, который содержит первый и второй входы, первый входной каскад усиления тока, вход которого соединен с первым входом, первый выход первого входного каскада усиления тока связан со входом первого токового зеркала, согласованного с первой шиной питания, второй выход первого входного каскада усиления тока связан со входом второго токового зеркала, согласованного со второй шиной питания, выход устройства связан с выходами первого и второго токовых зеркал. В схему введен второй входной каскад усиления тока, вход которого соединен со вторым входом устройства, первый выход второго входного каскада усиления тока связан со входом третьего токового зеркала, согласованного с первой шиной питания, второй выход второго входного каскада усиления тока связан со входом четвертого токового зеркала, согласованного со второй шиной питания, причем выход третьего токового зеркала соединен со входом второго токового зеркала, а выход четвертого токового зеркала соединен со входом первого токового зеркала. 4 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в качестве прецизионного устройства усиления сигналов. Технический результат - уменьшение напряжения смещения нуля. Биполярно-полевой операционный усилитель содержит входной дифференциальный каскад, общая истоковая цепь которого связана с первой шиной источника питания, первый и второй входы входного дифференциального каскада, первый токовый выход входного дифференциального каскада, связанный с эмиттером первого выходного транзистора, второй токовый выход входного дифференциального каскада, связанный с эмиттером второго выходного транзистора, первый вспомогательный двухполюсник, первый вывод которого соединен с эмиттером второго выходного транзистора, второй вспомогательный двухполюсник, первый вывод которого соединен с эмиттером первого выходного транзистора, цепь динамической нагрузки, согласованную с первой шиной источника питания, вход которой подключен к коллектору первого выходного транзистора, а выход связан с выходом устройства и коллектором второго выходного транзистора, причем базы первого и второго выходных транзисторов соединены друг с другом, вторую шину источника питания, при этом вторые выводы первого и второго вспомогательных двухполюсников связаны со второй шиной источника питания через первый токостабилизирующий двухполюсник и подключены к базе дополнительного транзистора, эмиттер дополнительного транзистора связан со второй шиной источника питания, а коллектор через второй дополнительный токостабилизирующий двухполюсник связан с первой шиной источника питания. 3 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в качестве прецизионного устройства усиления широкополосных сигналов. Техническим результатом является расширение диапазона изменения выходного напряжения устройства до уровней, близких к напряжениям на положительной и отрицательной шинах питания. Устройство содержит входной дифференциальный каскад, общую цепь питания, две шины источника питания, два основных входа входного дифференциального каскада, два токовых выхода входного дифференциального каскада, транзисторы, токостабилизирующие двухполюсники, цепь динамической нагрузки, токовый выход устройства, резисторы. 5 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к области радиотехники. Технический результат: повышение разомкнутого коэффициента усиления по напряжению операционного усилителя (ОУ) при сохранении высоких показателей по стабильности напряжения смещения нуля. Для этого предложен биполярно-полевой дифференциальный операционный усилитель, который содержит входной дифференциальный каскад (1) с первым (2) и вторым (3) противофазными токовыми выходами, первый (4) токовый вход, первый (5) полевой транзистор, первую (6) шину питания, первый (7) вспомогательный токостабилизирующий двухполюсник, первый (8) токостабилизирующий двухполюсник, вторую (9) шину питания, второй (10) токостабилизирующий двухполюсник, первый (11) выходной транзистор, токовое зеркало (12), второй (13) выходной транзистор, буферный усилитель (14), первый (15) и второй (16) вспомогательные транзисторы. В схему введены первый (17) и второй (18) дополнительные транзисторы, второй (19) вспомогательный токостабилизирующий двухполюсник, третий (20) вспомогательный токостабилизирующий двухполюсник. 1 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в качестве прецизионного устройства усиления сигналов. Технический результат заключается в повышении коэффициента усиления дифференциального сигнала в разомкнутом состоянии двухкаскадного ОУ до уровня 90÷400 дБ. Прецизионный двухкаскадный дифференциальный операционный усилитель содержит входной дифференциальный каскад (1), общая эмиттерная цепь которого (2) связана с первой (3) шиной источника питания через источник опорного тока (4), первый (5) и второй (6) токовые выходы входного дифференциального каскада (1), первый (7) и второй (8) выходные транзисторы, базы которых подключены к источнику напряжения смещения (9), а эмиттеры через соответствующие первый (10) и второй (11) токостабилизирующие двухполюсники связаны со второй (12) шиной источника питания, токовое зеркало (13), согласованное с первой (3) шиной источника питания, вход которого соединен с коллектором первого (7) выходного транзистора, а выход связан с коллектором второго (8) выходного транзистора и токовым выходом устройства (14). В качестве источника опорного тока (4) применяется управляемый по входу (15) источник опорного тока, причем управляющий вход (15) источника опорного тока (4) соединен с коллекторами первого (16) и второго (17) дополнительных транзисторов. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области радиоэлектроники. Технический результат: повышение коэффициента усиления по напряжению разомкнутого мультидифференциального операционного усилителя при сохранении высокой стабильности нулевого уровня. Для этого предложен биполярно-полевой мультидифференциальный операционный усилитель, который содержит первый (1) входной биполярный транзистор, первый (2) вход устройства, первый (3) входной полевой транзистор с управляющим р-n переходом, второй (4) вход устройства, второй (5) входной биполярный транзистор, третий (6) вход устройства, второй (7) входной полевой транзистор с управляющим р-n переходом, четвертый (8) вход устройства, токовое зеркало (9), первую (10) шину источника питания, буферный усилитель (11), вторую (12) шину источника питания, первый (13) и второй (14) дополнительные резисторы, первый (15), второй (16) и третий (17) дополнительные биполярные транзисторы, первый (18) дополнительный токостабилизирующий двухполюсник, четвертый (19), пятый (20) и шестой (21) дополнительные биполярные транзисторы, второй (22) дополнительный токостабилизирующий двухполюсник. 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в качестве прецизионного устройства усиления сигналов различных датчиков. Технический результат заключается в повышении коэффициента ослабления входных синфазных сигналов инструментального усилителя. Инструментальный усилитель с повышенным ослаблением входного синфазного сигнала содержит три дифференциальных каскада (3, 8, 13) на транзисторах (1, 2, 6, 7, 11, 12), выходной каскад (20), три вспомогательных транзистора (22-24) и три токостабилизирующих двухполюсника (27, 28, 29), при этом в него дополнительно введены три транзистра (31, 33, 35), три резистора местной отрицательной обратной связи (30, 32, 34) и три токостабилизирующих двухполюсника (36-38). 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области радиоэлектроники. Технический результат: повышение коэффициента усиления по напряжению в разомкнутом дифференциальном операционном усилителе при высокой температурной и радиационной стабильности статического режима транзисторов его промежуточного каскада. В схему введены первый (14), второй (15), третий (16) и четвертый (17) дополнительные выходные транзисторы, эмиттеры которых подключены ко второй 6 шине источника питания, базы первого (14) и второго (15) дополнительных выходных транзисторов соединены с базой первого (10) выходного транзистора, базы третьего (16) и четвертого (17) дополнительных выходных транзисторов соединены с базой второго (12) выходного транзистора, коллекторы первого (14) и третьего (16) дополнительных выходных транзисторов соединены с первым (5) токовым выходом входного дифференциального каскада (1), коллекторы второго (15) и четвертого (17) дополнительных выходных транзисторов соединены со вторым (8) токовым выходом входного дифференциального каскада (1), причем в качестве первого (7) и второго (9) согласующих двухполюсников используются токостабилизирующие двухполюсники с высоким внутренним сопротивлением. 2. з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к области электроники. Технический результат - повышение коэффициента ослабления входного синфазного сигнала. Для этого предложен дифференциальный операционный усилитель для работы при низких температурах, который содержит первый (1) входной полевой транзистор, первый (2) вход устройства, первый (3) вспомогательный транзистор, первый (4) токостабилизирующий двухполюсник, первую (5) шину источника питания, второй (6) входной полевой транзистор, второй (7) вход устройства, второй (8) вспомогательный транзистор, второй (9) токостабилизирующий двухполюсник, первый (10) выход устройства, вторую (11) шину источника питания, первый (12) резистор отрицательной обратной связи, первый (13) выходной транзистор, второй (14) выходной транзистор, первую (15) цепь смещения потенциалов, первый (16) дополнительный транзистор, второй (17) дополнительный транзистор, вторую (18) цепь смещения потенциалов, первый (19) и второй (20) входы выходного дифференциального каскада (21). 3 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области радиоэлектроники, а именно к прецизионным устройствам усиления сигналов. Технический результат - повышение коэффициента усиления дифференциального сигнала в разомкнутом состоянии ОУ до уровня 90÷100 дБ. Биполярно-полевой операционный усилитель содержит первый и второй входные полевые транзисторы, объединенные истоки которых связаны с первой шиной источника питания через первый токостабилизирующий двухполюсник, а затворы соединены с соответствующими входами и устройства, первый и второй выходные транзисторы, базы которых объединены и подключены к цепи смещения потенциалов, эмиттер первого выходного транзистора соединен со второй шиной источника питания через первый токостабилизирующий резистор, эмиттер второго выходного транзистора соединен со второй шиной источника питания через второй токостабилизирующий резистор, токовое зеркало, согласованное с первой шиной источника питания, выход которого соединен с токовым выходом устройства и коллектором второго выходного транзистора, а вход токового зеркала соединен с коллектором первого выходного транзистора. В схему введены первый, второй, третий и четвертый дополнительные транзисторы, а также первый и второй дополнительные резисторы, объединенные коллекторы первого и второго дополнительных транзисторов соединены с истоками первого и второго входных полевых транзисторов, базы третьего и четвертого дополнительных транзисторов связаны с базами первого и второго выходных транзисторов, база первого дополнительного транзистора соединена с коллектором третьего дополнительного транзистора, эмиттер первого дополнительного транзистора подключен к эмиттеру первого выходного транзистора, эмиттер третьего дополнительного транзистора связан со второй шиной источника питания через первый дополнительный резистор, база второго дополнительного транзистора соединена с коллектором четвертого дополнительного транзистора, эмиттер второго дополнительного транзистора подключен к эмиттеру второго выходного транзистора, эмиттер четвертого дополнительного транзистора связан со второй шиной источника питания через второй дополнительный резистор. 10 ил.

Наверх