Электрометрический повторитель

 

C4 . ;Ф „., тон-н, б б "н" о и и с зги- 3Ф :в

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

746865

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к акт. свил-ву

f22) Заявлено 23.01.78(2! ) 2571803/18-09

2 (5 I ) M. Кл.

Н 03 Г 3/50 с присоединением заявки ¹

Гввударстввииый какитет

СССР (23) Приоритет ио делам иэобретеиий и открытий (53) УДК 621.317 (088.8) Опубликовано 07.07,80. Бюллетень ¹ 25

Дата опубликования описания 10.07,80

В, И. Старцев, Ю, Д. Крисилов, С. Л. Кузнецов, В. Г. Пядышев, Л. И. Пенькова, В. Г. Соколов и В. В. Безруких (72) Авторы изобретения

Институт космических исследований АН СССР и Одесский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (71) Заявители (54) ЭЛЕКТРОМЕТРИЧЕСКИЙ ПОВТОРИТЕЛЬ

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в измерительных устройствах.

Известен электрометрический повторитель, содержаший входной каскад на полевом транзисторе с первым генератором тока в истоковой цепи и операционный усилитель, причем исток второго полевого транзистора с вторым генератором тока соединен с инвертируюшим входом операционного усилителя, а сток и затвор с его выходом fl).

Однако этот электрометрический повторитель имеет большую входную емкость на высокой частоте и, кроме того, при определенных условиях он может самовозбуждаться.

Цель изобретения — уменьшение входной емкости и повышение устойчивости устройства.

Для этого в электрометрический повторитель, содержаший входной каскад на полевом транзисторе с первым генерато.ром тока в истоковой цепи и операцион2 ный усилитель, причем исток полевого транзистора подсоединен к неинвертирующему входу операционного усилителя, а сток — к его выходу, введен дополнительный операционный усилитель, неин5 вертруцший вход которого т одсоединен к .истоку полевого транзистора, а выход — . к эмиттерной цепи первого генератора тока, инвертируюшие входьt обоих операционных усилителей соединены с вновь введенными соответствуюптимп генераторами тохов, а выходы подключены к блоку вычитания постоянной составляющей, выход которого является выходом электро- метрического повторителя.

11

На чертеже приведена электрическая принципиальная схема предложенного устройства.

Электрометрический повторитель содержит входной каскад на полевом тран20 зисторе 1, генератор тока на транзисто.ре 2, операционные усилители 3 и 4 с соответствующими генераторами тока на транзисторах 5 и 6, блок вычитания

Помещение входного каскада на нолевом транзисторе 1, в экран, связанный с выходом, позволяет устранить влияние емкости монтажа и добиться коэффициента компенсации всех паразитных емкостей в

К=р К„раз, .; где p — статический коэффициент усилении полевого транзистора 1 (он может достигать 30-100), К, коэффициент усиления операционного усилителя 3,4 бее апатией связи (К может достигать 10 -10 ).

f о

В экспериментальном образце электро- метрического повторителя была достигнута полоса пропускания, равная=10 кГц при К „ 10 0м, С „(до компенсации)

«100 пф, при работе от генератора тоR1 ((RÜÕ °

В качестве входного каскада могут использоваться как полевые транзисторы (с р-п переходом, или МОП-транзисторы} так и биполярные транзисторы обоих типов проводимости.

Формула и з о б р е т е н и я

Электрометрический повторитель, содержащий входной каскад на полевом транзисторе с первым генератором тока в истоковой цепи и операционный усилитель, причем исток полевого транзистора подсоединен к неинвертирующему входу операционного усилителя, а сток — к его выходу, отличающийся тем, что, с целью уменьшения входной емкости и повышения устойчивости, в него введен дополнительный операционный усилитель, неинвертирующий вход которого подсоединен к истоку полевого транзистора, а выход; к эмиттерной пепи первого генератора тока, инвертирующие входы обоих операционных усилителей соединены с вновь введенными соответствующими генераторами токов, а выходи подключены к блоку вычитания постоянной составляющей, выход которого является входом. электрометрического повторителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Журн. "ТИИЭР", т. 57, № 2, 1969, с. 144, 145. з

3 746865 ф постоянной составляющей на транзисторах 7 и 8, резистор утечки 9, низкоомные резисторы 10 и 11 отрицательной обратной связи (ООС);

Электрометрический повторитель ра1ботает следующим образолк, 5

Коэффициент передачи электрометрического повторителя на операционных усилителях в пределе стремится к единице, но всегда состается меньше, тле. 10 схема устойчива даже при введении положительной обратной связи (ПОС). Операционные усилители 3 и 4 не щунтируют выходную цепь электрометрического поповторителя на полевом транзисторе 1, 15 ху Р Ьихт1 13 где Syq крутизна полевого трайзистора 1, К бхи2 входное сопртивление операционных усилителей.

К инвертирующим входам операцион- 2g ных устроителей 3, 4 подключены термостабилиз ированные генераторы тока на транзисторах 5 и 6 соответственно.

С помощью этих t åíåpàòîðo тока устанавливаются требуемые режимы пи- 2s тания по постоянному току полевбго транзистора 1 и генератора тока на транзисторе 2. Глубина обратной связи при таком включении практически не изменяется, К (< p„., где К„ -внутреннее 3О сопротивление генератора тока. Обычно ! Ь1Х /1 ОЬФУ2 1 з ЬЫХ У постоянное напряжение смещения на.выходе соответствующего операционного усилителя 3, 4. 35

В этом случае компенсирующее напряжение обратной связи йепосредственно передается в стоковую и истоковую цтепи без дополнительных элементов связи, т.е. без потер ®ьь!кУ1((к т1, ьыхУ2(< Ьц 4о чем достигается большая глубина компенсации паразитных емкостей и проводимостей. Кроме того, генератор тока на транзисторе 2 в истоковой цепи оказывается включенным в цепь обратной свя- 4s зи, что значительно повышает его внутреннее сопротивлейие, особенно при высоких частотах, а следовательно, глубину компенсации входных емкостей.

Гальваническое подключение резистора утечки 9 в цепи затвора полевого транзистора 1 к выходу повторителя позволяет получить высокое входное сопротивление в иптроком диапазоне частот.

Составитель Л. Меньшикова

Редактор И. Марковская Техред А.Куликовская Корректор E. Папп

Закаэ 3972150 Тираж 995 Подписное

UHHHHH Государственного комитета CCCP по делам изобретений и открытий

113О35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/S филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4