Операционный усилитель

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК 962 ЗР 345 ЗОБРЕТЕ о СССР 28.11.86 ия о ола трой ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Научно-исследовательский институт интроскопии при Томском политехническом институте им. С.М. Кирова(57) Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться дляусиления, преобразования и генерирования электрических сигналов с высоким быстродействием. Цель изобретения - увеличение быстродействия наединицу потребляемой мощности, Усство содержит входной дифференциальный каскад 1, цепь 2 следящей ОС по инфазному напряжению, выходной усиитель 3, транзистор 4, источник 5 напряжения смещения, симметричныйдвухтактный усилитель 6 тока, а также введенные повторители 7,8 тока.В рассматриваемом усилителе ток смещения каскада 1 увеличивается приувеличении скорости нарастания входного сигнала за счет соединен дной из выходных клемм усилителя 6с входом повторителя 7. Каскад 1допускает использование транзисторовсо сверхвысоким усилением тока, врезультате чего точность по входупредлагаемого усилителя значительноб ее высока. С другой сторонй, предл гаемый усилитель при разном быстродействии требует значительно меньших затрат мощности по сравнению спрототипом. 1 ил,Изобретение относится к радиотех,нике и может быть использовано для усиления, преобразования и генерирования электрических сигналов с высо 5 ким быстродействием.Цель изобретения - увеличение быстродействия на единицу потребляемой мощности.На чертеже представлена структурная электрическая схема операционного усилит Рля а,Операционный усилитель (ОУ) содержит входной дифференциальный каскад 1, цепь 2 следящей обратной связи (ОС) по синфазному напряжению, выходной усилитель 3, транзистор 4, источник 5 напряжения смещения, симметричный двухтактный усилитель 6 тока, первый 7 и второй 8 повторители тока.Операционный усилитель работает следующим образом.В усилителях такого типа на вход симметричного двухтактного усилителя 6 тока через конденсатор связи подают высокочастотные составляющие дифференциального или синфазного сигнала в зависимости от схемы включения ОУ. При этом ток смещения входного дифференциального каскада 1 увеличивается при увеличении скорости нарастания входного сигнала. В рассматриваемом усилителе это обеспечивается за счет соединения одной из выходных клемм симметричного двухтактного усилителя 6 тока с входом первого повторителя 35 7 тока. Одновременно выходной ток двухтактного симметричного усилителя 6 тока с второго выхода поступает через транзистор 4 на вход второгоповторителя 8, при этом ток, посту пающий на вход токового смещения цепи 2 следящей ОС по синфазному напряжению, изменяется по такому же закону, как ток смещения входного дифференциального каскада 1. В таком включении обе цепи смещения приобретаютодинаковые свойства, в том числе смешаются одинаковыми начальными токамиравными току смещения усилительныхтранзисторов входного дифференциаль Оного каскада 1. Очевидно, что общеетокопотребление предлагаемого ОУпрактически равно суммарному потребляемому току аналогичных ОУ, не содержащих цепи 2 следящей ОС по синфазному напряжению, При этом усилители обоих типов обеспечивают и примерно. равное быстродействие. Следовательно, предлагаемый усилитель обладает практически таким же быстродействием на единицу потребляемой мощности, как и усилители без следящей ОС, Однако его входной дифференциальный каскад 1 допускает использование транзисторов со сверхвысоким усилием тока, в результате чего точность по входу предлагаемого ОУ значительно более высока, Кроме того, предлагаемый ОУ при разном быстродействии требует значительно меньших затрат мощности по сравнению с прототипом, поскольку в прототипе начальный ток смещения цепи 2 следящей ОС равен току смещения выходного транзистора промежуточного каскада, а в предлагаемом ОУ - току смещения входного дифференциального каскада 1.При подключении коллектора транзистора 4 к выходу повторителя 7 тока (транзистор 4 должен в таком случае иметь проводимость р-п-р), а свободного вывода двухтактного симметричного усилителя 6 тока к выходу повторителя 8 тока свойства ОУ полностью сохраняются, Источник 5 напряжения смещения в таком случае целесообразно соединить с положительной шиной питания.По сравнению с прототипом предлагаемое устройство при равной потребляемой мощности обеспечивает примерно вдвое более высокое быстродействие. Формула и зобрет енияОперационный усилитель, содержащий входной дифференциальный каскад, имеющий цепь следящей обратной связи по синфазному напряжению, выходы которого подключены к входам выходного усилителя, а также транзистор, база которого через источник напряжения смещения соединена с шиной источника питания, а эмиттер подключен к первому выходу симметричного двухтактного усилителя тока, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьппения быстродействия на единицу потребляемой мощности, введены первый и второй повторители тока, общие выводы которых подключены к соответствующим шинам источника питания, а выходы - к входам токового смещения соответственно входного дифференциального каскада и цепи следящей обратной с:вязи по синфазному напряжению, входы первого и второго повторителей тока соединены с вторым выходом симметричного двухтактного усилителя тока и коллектором транзистора соответственно.