Операционный усилитель

(50 4 Н 03 Г 3 ССРЫТИЙ РЕТЕН ЕТЕЛЬСТ 8/24-03 8587. Бюл(21) 38872 (22) 18. 04 (46) 30. 12 (71) Научи тут электр ьский инст сследов сннои инт опии прититуте ическом ин ком политеим. С М, Ки(57) Изобретение относится к радитехнике и обеспечивает увеличениекоэф.усиления на постоянном токеувеличение быстродействия. Операци ный усилитель содержит входной дифференциальный каскад (ДК) 1, выполненныйна полевых транзисторах 2,3 и биполярных транзисторах 4,5, выходнойкаскад 6, источник 7 тока, выполненный управляемым, элемент 8 нагрузки,выполненный на транзисторах 9,10,эмиттерный повторитель 11, дополнительный ДК 12, резисторы 13,14, транзисторы 15 и источник 16 смещения.Элементы 7-12 образуют активный источник тока, позволяющий эффективноподавлять емкостные токи смещениявходного ДК 1 и способствующий увеличению быстродействия операционногоусилителя и симметрированию предельнык скоростей нарастания сигнала.2 з.п. ф-лы, 1 ил,1363441 Таким образом, элементы 7-12 устройства образуют в совокупности активный источник тока, позволяющийэЬЬективно подавлять емкостные токисмещения входного ДК 1 и способствующий существенному увеличению быстродействия операционного усилителя исимметрированию предельных скоростей 1 О нарастания сигнала, Применение предлагаемого технического решения позволяет увеличить быстродействие операционного усилителя примерно в четыре раза, причем достигнутый уровень 15 быстродействия не является предельным, так как ограничивается в основном токами смещения выходного каскада 6. Изобретение относится к радиотех-,нике и предназначено для усиления,генерирования и преобразования электрических сигналов с высоким быстродействием и высокой точностью.Цель изобретения - увеличениекоэффициента усиления на постоянномтоке и увеличение быстродействия операционного усилителя.На чертеже представлена принципиальная электрическая схема операционного усилителя.Операционный усилитель содержитвходной дифференциальный каскад(ДК) 1, выполненный на входных полевых транзисторах 2 и 3 и биполярныхтранзисторах 4 и 5, выходной каскад6, источник 7 тока, элемент 8 нагрузки, выполненный на транзисторах 9 и10, эмиттерный повторитель 11, дополнительный ДК 12, первый 13 и второй14 резисторы, транзистор 15 и источник 16 смещения.Операционный усилитель работает 25следующим образом.При включении операционного усилителя неинвертирующим повторителем напряжения и подаче на его вход отрицательного импульсного перепада. затворы ЗОполевых транзисторов 2 и 3 практически синфазно смещаются в сторону отрицательной шины питания. Поскольку выход источника 7 зашунтирован значительной емкостью, ток смещения входного ДК 1 увеличивается относительносвоего значения в режиме покоя, Увеличение тока смещения приводит к возрастанию коллекторных токов биполярныхтранзисторов 4 и 5, в результате чего 40входы дополнительного ДК 12 синЬазносмещаются в отрицательном направлении.Это приводит к существенному снижениювыходного тока источника 7 путем запирания транзистора 15, база которого 45соединена с источником 16, при этомуменьшение активной составляющей токасмещения компенсирует емкостную составляющую этого тока,50 При передаче положительного перепада выходные токи биполярных транзисторов 4 и 5 уменьшаются, способствуя уменьшению потенциала на входе эмиттерного повторителя 11,увеличению токов через транзисторы 9 и 10, пер-вый 13 и второй 14 резисторы элемента 8 нагрузки и увеличению тока смещения входного ДК 1. Предлагаемое техническое решение позволяет сохранить все преимущества, обеспечиваемые известным устройством по коэффициенту усиления на постоянном токе и по точности. Это обусловлено тем, что все цепи передачи дифференциального сигнала от входов операционного усилителя к входам дополнительного ДК 12 выполнены симметричными, при этом обратная связь, необходимая в структуре активного источника тока, является синфазной и не влияет на малосигнальный коэЬфициент передачи операционного усилителя. Формула изобретения 1. Операционный усилитель, содержащий выходной каскад и входной диЬЬеренциальный каскад, каждое из плеч которого выполнено на соединенных последовательно по питанию входном поленом транзисторе, включенном по схеме с общим истоком, и биполярном транзисторе, включенном по схеме с общей базой, причем базы биполярных транзисторов разных плеч объединены и соединены с выходом источника тока, а коллекторы и стоки являются первым и вторым выходами входного диЬЬеренциального каскада соответственно, коллекторы соединены с элементом нагрузки, а стоки - с входами выходного каскада, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения коэффициента усиления на постоянном токе и увеличения быстродействия, источник тока выполнен управляемым, элемент нагрузки выполнен на двух транзисторах, базы которых объединены и под1363441 Составитель Ю. РогаткинТехред 1,Ходанич Корректор О. Кравцова Редактор А. Огар Заказ 6378/52 Тираж 900 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская.наб., д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, .г. Ужгород, ул, Проектная,4 ключены к входу управления источника тока, а эмиттеры соединены с шиной питания, между первым и вторым выход, дами входного дифференциального кас 5 када введен дополнительный дифференциальный каскад, объединенные эмиттеры транзисторов которого через эмиттерный повторитель соединены с базами транзисторов элемента нагрузки, а коллекторы соединены с входами выходного каскада. 42. Усилитель по п.1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что источник тока выполнен на транзисторе, эмиттер которого является входом управле ния, коллектор - выходом, а база соединена с источником смещения,3, Усилитель по п.1, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что эмиттеры транзисторов элемента нагрузки соединены с шиной питания через первый и второй резисторы соответственно.