Биполярно-полевой операционный усилитель

Авторы патента:

Дворников Олег Владимирович (BY)

Прокопенко Николай Николаевич (RU)

Бутырлагин Николай Владимирович (RU)

H03F3/45 - дифференциальные усилители

Владельцы патента RU 2595927:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) (RU)

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 радиоэлектроники и может быть использовано в качестве прецизионного устройства усиления широкополосных сигналов.

В современной радиоэлектронной аппаратуре находят применение операционные усилители (ОУ) на полевых и биполярных транзисторах, выполненные на основе дифференциального каскада с симметричной активной нагрузкой в виде источников опорного тока [1-8]. Их основное достоинство - повышенный коэффициент усиления по напряжению, который обеспечивается двумя каскадами усиления.

Для работы в условиях космического пространства в экспериментальной физике необходимы радиационно-стойкие ОУ с повышенным коэффициентом усиления по напряжению и максимальными амплитудами выходного напряжения , близкими к напряжению питания. Мировой опыт проектирования устройств данного класса показывает, что решение этих задач возможно с использованием биполярно-полевого технологического процесса [9], обеспечивающего формирование р-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 [9-13].

Ближайшим прототипом (фиг. 1) заявляемого устройства является операционный усилитель по патенту US 7.411.451, fig. 2. Он содержит (фиг. 1) входной дифференциальный каскад 1, общая истоковая цепь которого 2 связана с первой 3 шиной источника питания, первый 4 и второй 5 входы входного дифференциального каскада 1, первый 6 токовый выход входного дифференциального каскада 1, связанный с базой первого 7 выходного транзистора и коллектором первого 8 транзистора первого источника опорного тока, эмиттер которого связан со второй 9 шиной источника питания, второй 10 токовый выход входного дифференциального каскада 1, связанный с базой второго 11 выходного транзистора и коллектором второго 12 транзистора второго источника опорного тока, эмиттер которого связан со второй 9 шиной источника питания, цепь динамической нагрузки 13, согласованную с первой 3 шиной источника питания, вход которой 14 соединен с коллектором второго 11 выходного транзистора, а выход 15 связан с выходом устройства 16 и коллектором первого 7 выходного транзистора, причем базы первого 8 и второго 12 транзисторов первого и второго источников опорного тока соединены друг с другом, а эмиттеры первого 7 и второго 11 выходных транзисторов объединены друг с другом.

Существенный недостаток известного ОУ состоит в том, что в нем не обеспечивается широкий диапазон изменения выходного напряжения, что особенно проявляется при низковольтном питании (2,5÷5 В). Кроме этого, в диапазоне рабочих, прежде всего низких температур, а также при воздействии потока нейтронов он имеет повышенные значения напряжения смещения нуля (U_см) (единицы-десятки милливольт). В конечном итоге это снижает прецизионность известного ОУ.

Основная задача предлагаемого изобретения состоит в расширении диапазона изменения выходного напряжения до уровней, близких к напряжениям на положительной (3) и отрицательной (9) шинах питания.

Поставленная задача достигается тем, что в операционном усилителе фиг. 1, содержащем входной дифференциальный каскад 1, общая истоковая цепь которого 2 связана с первой 3 шиной источника питания, первый 4 и второй 5 входы входного дифференциального каскада 1, первый 6 токовый выход входного дифференциального каскада 1, связанный с базой первого 7 выходного транзистора и коллектором первого 8 транзистора первого источника опорного тока, эмиттер которого связан со второй 9 шиной источника питания, второй 10 токовый выход входного дифференциального каскада 1, связанный с базой второго 11 выходного транзистора и коллектором второго 12 транзистора второго источника опорного тока, эмиттер которого связан со второй 9 шиной источника питания, цепь динамической нагрузки 13, согласованную с первой 3 шиной источника питания, вход которой 14 соединен с коллектором второго 11 выходного транзистора, а выход 15 связан с выходом устройства 16 и коллектором первого 7 выходного транзистора, причем базы первого 8 и второго 12 транзисторов первого и второго источников опорного тока соединены друг с другом, а эмиттеры первого 7 и второго 11 выходных транзисторов объединены друг с другом, предусмотрены новые элементы и связи - объединенные эмиттеры первого 7 и второго 11 выходных транзисторов подключены ко входу 17 дополнительного неинвертирующего усилителя 18, выход которого 19 связан с базами первого 8 и второго 12 транзисторов первого и второго источников опорного тока, причем выходное статическое напряжение дополнительного неинвертирующего усилителя 18 превышает его входное статическое напряжение, измеренное относительно второй 9 шины источника питания.

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

На чертеже фиг. 3 приведена схема заявляемого устройства в соответствии с п. 2, а на чертеже фиг. 4 - п. 3 формулы изобретения.

На чертеже фиг. 5 представлена схема заявляемого устройства в соответствии с п. 4 формулы изобретения.

На чертеже фиг. 6 приведена схема заявляемого устройства фиг. 4 в среде PSpice на радиационно-зависимых моделях интегральных транзисторов АБМК_1_4 НПО «Интеграл» (г. Минск).

На чертеже фиг. 7 показаны амплитудно-частотные характеристики операционного усилителя фиг. 6 без отрицательной обратной связи и со 100% отрицательной обратной связью.

На чертеже фиг. 8 приведена зависимость напряжения смещения нуля ОУ фиг. 6 от температуры.

На чертеже фиг. 9 представлена схема заявляемого устройства фиг. 5 в среде PSpice на радиационно-зависимых моделях интегральных транзисторов АБМК_1_4 НПО «Интеграл» (г. Минск).

На чертеже фиг. 10 представлены амплитудно-частотные характеристики замкнутого и разомкнутого ОУ фиг. 9.

На чертеже фиг. 11 показана схема заявляемого устройства фиг. 5 в среде PSpice при выполнении токового зеркала 13 на основе р-n-р транзисторов АБМК_1_3, которые не отличаются высокой радиационной стойкостью [9].

На чертеже фиг. 12 приведена зависимость напряжения смещения нуля ОУ фиг. 11 от температуры в диапазоне минус 60-80°С (а) и потока нейтронов (б).

Биполярно-полевой операционный усилитель фиг. 2 содержит входной дифференциальный каскад 1, общая истоковая цепь которого 2 связана с первой 3 шиной источника питания, первый 4 и второй 5 входы входного дифференциального каскада 1, первый 6 токовый выход входного дифференциального каскада 1, связанный с базой первого 7 выходного транзистора и коллектором первого 8 транзистора первого источника опорного тока, эмиттер которого связан со второй 9 шиной источника питания, второй 10 токовый выход входного дифференциального каскада 1, связанный с базой второго 11 выходного транзистора и коллектором второго 12 транзистора второго источника опорного тока, эмиттер которого связан со второй 9 шиной источника питания, цепь динамической нагрузки 13, согласованную с первой 3 шиной источника питания, вход которой 14 соединен с коллектором второго 11 выходного транзистора, а выход 15 связан с выходом устройства 16 и коллектором первого 7 выходного транзистора, причем базы первого 8 и второго 12 транзисторов первого и второго источников опорного тока соединены друг с другом, а эмиттеры первого 7 и второго 11 выходных транзисторов объединены друг с другом. Объединенные эмиттеры первого 7 и второго 11 выходных транзисторов подключены ко входу 17 дополнительного неинвертирующего усилителя 18, выход которого 19 связан с базами первого 8 и второго 12 транзисторов первого и второго источников опорного тока, причем выходное статическое напряжение дополнительного неинвертирующего усилителя 18 превышает его входное статическое напряжение, измеренное относительно второй 9 шины источника питания. В данной схеме входной дифференциальный каскад 1 выполнен на полевых транзисторах 20 и 21 и источнике опорного тока 22.

На чертеже фиг. 3, в соответствии с п. 2 формулы изобретения, вход 17 дополнительного неинвертирующего усилителя 18 подключен к эмиттеру первого 23 вспомогательного транзистора и через первый 24 вспомогательный резистор соединен со второй 9 шиной источника питания, база и коллектор первого 23 вспомогательного транзистора соединены с выходом 19 дополнительного неинвертирующего усилителя 18 и подключены к первому 25 вспомогательному источнику опорного тока, причем площадь эмиттерного перехода первого 23 вспомогательного транзистора значительно превышает площадь эмиттерных переходов первого 8 и второго 12 транзисторов первого и второго источников опорного тока.

На чертеже фиг. 4, в соответствии с п. 3 формулы изобретения, вход 17 дополнительного неинвертирующего усилителя 18 подключен к эмиттеру второго 26 вспомогательного транзистора и через второй 27 вспомогательный резистор соединен со второй 9 шиной источника питания, база второго 26 вспомогательного транзистора соединена с выходом 19 дополнительного неинвертирующего усилителя 18 и эмиттером третьего 28 вспомогательного транзистора, коллектор которого соединен с первой 3 шиной источника питания, коллектор второго 26 вспомогательного транзистора соединен с базой третьего 28 вспомогательного транзистора и подключен ко второму 29 источнику опорного тока, причем площадь эмиттерного перехода второго 26 вспомогательного транзистора значительно превышает площадь эмиттерных переходов первого 8 и второго 12 транзисторов первого и второго источников опорного тока.

В схеме фиг. 4 для уменьшения выходного сопротивления может использоваться буферный усилитель 30, у которого выходное сопротивление относительно выхода 31 мало.

На чертеже фиг. 5, в соответствии с п. 4 формулы изобретения, вход 17 дополнительного неинвертирующего усилителя 18 соединен с коллектором четвертого 32 вспомогательного транзистора и через последовательно соединенные прямосмещенный р-n-переход 33 и третий 34 вспомогательный резистор подключен к базе пятого 35 вспомогательного транзистора, эмиттер которого подключен к базе четвертого 32 вспомогательного транзистора и выходу 19 дополнительного неинвертирующего усилителя 18, коллектор пятого 35 вспомогательного транзистора соединен с первой 3 шиной источника питания, а его база связана с третьим 36 источником опорного тока, причем эмиттер четвертого 32 вспомогательного транзистора подключен ко второй 9 шине источника питания.

Рассмотрим работу ОУ, фиг. 3.

Статический режим транзисторов схемы (фиг. 3) устанавливается источником опорного тока 22 и первым 25 вспомогательным источником опорного тока. При этом токи стока (I_ci) и токи коллекторов (I_кi) транзисторов схемы определяются уравнениями:

где I_с20, I_c21 - токи стока полевых транзисторов 20 и 21;

I₀ - некоторый заданный опорный ток, например I₀=1 мА;

I_к8, I_к12 - токи коллекторов первого 8 и второго 12 транзисторов первого и второго источников опорного тока.

Если выбрать I₂₅=I₀, а отношение площадей эмиттерных переходов первого 23 вспомогательного транзистора и первого 8 (второго 12) транзистора первого (второго) источника опорного тока обозначить как N=S₂₃/S₈, то можно получить, что токи эмиттеров первого 7 и второго 11 выходных транзисторов зависят от N и сопротивления R₂₄ первого 24 вспомогательного резистора:

где φ_т≈26 мВ - температурный потенциал.

Амплитуда отрицательного выходного напряжения ОУ (фиг. 3) определяется напряжением коллектор-база (U_кб.7) первого 7 выходного транзистора в статическом режиме:

где и_эб.8 - напряжение эмиттер-база первого 8 транзистора первого источника опорного тока;

U_эб.7 - напряжение эмиттер-база первого 7 выходного транзистора;

U_эб.23 - напряжение эмиттер-база первого 23 вспомогательного транзистора;

Е₉ - напряжение на второй 9 шине источника питания.

В схеме ОУ-прототипа (фиг. 1) этот параметр

Таким образом, заявляемое устройство имеет на 0,7 В более широкий диапазон изменения отрицательного выходного напряжения , что достаточно актуально при низковольтном электропитании [Е₉=(1.5÷3) В].

Аналогичные улучшения по амплитуде реализуются в схемах фиг. 4, фиг. 5.

Предлагаемые схемотехнические решения обеспечивают высокую стабильность напряжения смещения нуля ОУ (фиг. 8, фиг. 12).

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Патент US 7.411.451, fig. 2.

2. Патент US 4.607.232.

3. Патент US 3.614.645, fig. 1, fig. 2.

4. Патент US 5.963.085, fig. 3.

5. Патент US 4.271.394, fig. 3.

6. Патент US 4.069.460, fig. 1.

7. Патент US 4.359.693, fig. 1.

8. Патент US 4.348.602, fig. 1.

9. 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.

10. Проблемы проектирования аналоговых устройств с входными полевыми транзисторами. Часть 1 / О. Дворников // Компоненты и технологии, №6, 200.5, http:/kit-e.ru/articles/device/2005_6_218.php

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

12. 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

13. Схемотехника биполярно-полевых аналоговых микросхем. Часть 4. Источники тока для особых применений / О. Дворников // Chip News, №3(96), 2005. - С. 66-68.

1. Биполярно-полевой операционный усилитель, содержащий входной дифференциальный каскад (1), общая истоковая цепь которого (2) связана с первой (3) шиной источника питания, первый (4) и второй (5) входы входного дифференциального каскада (1), первый (6) токовый выход входного дифференциального каскада (1), связанный с базой первого (7) выходного транзистора и коллектором первого (8) транзистора первого источника опорного тока, эмиттер которого связан со второй (9) шиной источника питания, второй (10) токовый выход входного дифференциального каскада (1), связанный с базой второго (11) выходного транзистора и коллектором второго (12) транзистора второго источника опорного тока, эмиттер которого связан со второй (9) шиной источника питания, цепь динамической нагрузки (13), согласованную с первой (3) шиной источника питания, вход которой (14) соединен с коллектором второго (11) выходного транзистора, а выход (15) связан с выходом устройства (16) и коллектором первого (7) выходного транзистора, причем базы первого (8) и второго (12) транзисторов первого и второго источников опорного тока соединены друг с другом, а эмиттеры первого (7) и второго (11) выходных транзисторов объединены друг с другом, отличающийся тем, что объединенные эмиттеры первого (7) и второго (11) выходных транзисторов подключены к входу (17) дополнительного неинвертирующего усилителя (18), выход которого (19) связан с базами первого (8) и второго (12) транзисторов первого и второго источников опорного тока, причем выходное статическое напряжение дополнительного неинвертирующего усилителя (18) превышает его входное статическое напряжение, измеренное относительно второй (9) шины источника питания.

2. Биполярно-полевой операционный усилитель по п. 1, отличающийся тем, что вход (17) дополнительного неинвертирующего усилителя (18) подключен к эмиттеру первого (23) вспомогательного транзистора и через первый (24) вспомогательный резистор соединен со второй (9) шиной источника питания, база и коллектор первого (23) вспомогательного транзистора соединены с выходом (19) дополнительного неинвертирующего усилителя (18) и подключены к первому (25) вспомогательному источнику опорного тока, причем площадь эмиттерного перехода первого (23) вспомогательного транзистора значительно превышает площадь эмиттерных переходов первого (8) и второго (12) транзисторов первого и второго источников опорного тока.

3. Биполярно-полевой операционный усилитель по п. 1, отличающийся тем, что вход (17) дополнительного неинвертирующего усилителя (18) подключен к эмиттеру второго (26) вспомогательного транзистора и через второй (27) вспомогательный резистор соединен со второй (9) шиной источника питания, база второго (26) вспомогательного транзистора соединена с выходом (19) дополнительного неинвертирующего усилителя (18) и эмиттером третьего (28) вспомогательного транзистора, коллектор которого соединен с первой (3) шиной источника питания, коллектор второго (26) вспомогательного транзистора соединен с базой третьего (28) вспомогательного транзистора и подключен ко второму (29) источнику опорного тока, причем площадь эмиттерного перехода второго (26) вспомогательного транзистора значительно превышает площадь эмиттерных переходов первого (8) и второго (12) транзисторов первого и второго источников опорного тока.

4. Биполярно-полевой операционный усилитель по п. 1, отличающийся тем, что вход (17) дополнительного неинвертирующего усилителя (18) соединен с коллектором четвертого (32) вспомогательного транзистора и через последовательно соединенные прямосмещенный p-n-переход (33) и третий (34) вспомогательный резистор подключен к базе пятого (35) вспомогательного транзистора, эмиттер которого подключен к базе четвертого (32) вспомогательного транзистора и выходу (19) дополнительного неинвертирующего усилителя (18), коллектор пятого (35) вспомогательного транзистора соединен с первой (3) шиной источника питания, а его база связана с третьим (36) источником опорного тока, причем эмиттер четвертого (32) вспомогательного транзистора подключен ко второй (9) шине источника питания.

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 на основе "перегнутого" каскода // 2592455

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

Биполярно-полевой операционный усилитель на основе "перегнутого" каскода // 2592429

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.

Биполярно-полевой операционный усилитель // 2589323

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

Широкополосный преобразователь n-токовых входных сигналов в напряжение на основе операционного усилителя // 2579127

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.

Способ управления коэффициентом передачи решающего усилителя // 2573241

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

Каскодный усилитель с расширенным диапазоном рабочих частот // 2572376

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).

Входной каскад мультидифференциального операционного усилителя для радиационно-стойкого биполярно-полевого технологического процесса // 2571578

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.

Прецизионный операционный усилитель для радиационно-стойкого биполярно-полевого технологического процесса // 2571569

Свч избирательный усилитель на основе планарной индуктивности с низкой добротностью // 2571402

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

Дифференциальный усилитель двуполярных токов // 2604683

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.

Биполярно-полевой операционный усилитель на основе "перегнутого" каскода // 2604684

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.

Дифференциальный операционный усилитель с малым напряжением питания // 2613842

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.

Биполярно-полевой дифференциальный операционный усилитель // 2615068

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.

Прецизионный двухкаскадный дифференциальный операционный усилитель // 2615070

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.

Биполярно-полевой мультидифференциальный операционный усилитель // 2615071

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.

Инструментальный усилитель с повышенным ослаблением входного синфазного сигнала // 2616570

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.

Дифференциальный операционный усилитель // 2616573

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.

Дифференциальный операционный усилитель для работы при низких температурах // 2621286

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.

Мультидифференциальный операционный усилитель // 2621287

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в качестве прецизионного устройства усиления сигналов. Технический результат - уменьшение напряжения смещения нуля, повышение стабильности при низких температурах и воздействии радиации. Мультидифференциальный операционный усилитель содержит первый входной биполярный транзистор, первый входной полевой транзистор с управляющим р-n переходом, первое токовое зеркало, источник питания, второй входной биполярный транзистор, второй входной полевой транзистор с управляющим р-n переходом, второе токовое зеркало, первое дополнительное токовое зеркало, второе дополнительное токовое зеркало. 10 ил.