Операционный усилитель

(22) Заявлено 18,04.77 21) 2479010/18-2с присоедииеиием заявки-25 7/1 51) Гасумарвтвеевй квивтвт СССР вв двлам взобрвтвввй и открытаитет Опубликовано 25.04,795 юллетень15 Дата опубликования описания 30.04.79 УД 681,335 (088,8) ев, А. Г. Алексенко, Е. А, Коломбет, В. С. Рысин,В. А. Ткаченко и В. В. Заика 72) Авторы изобретен Ц Заявитель ЕРАЦИОННЫИ УСИЛИТЕЛЬ 5 го транэисрезистор21уется отноием вспедзатрачиваести генерапосного дифо каскада. я повыщени быстродействия.Предложенный операционный усилительотличается от известных тем, что эмиттерные цепи транзисторов узкополосного дифференциального транзисторного каскада через токозадаюший резистор подключены к выходу генератора тока.Функциональная схема операционногоусилителя изображена на чертеже.Операционный усилитель содержит узкопопосный дифференциальный транзисторный каскад 1, широкополосный дифференциальный транзисторный каскад 2, генератор тока 3, выходной усилительный блок 4, неинвертируюший и инвертирую-. Из известных устройств" аналогичного назначения наиболее близким к предложенному является операционный усилитель, содержащий узкополосный и широкополосный дифференциальные транзисторные каскады, входы которых соединены попарно и являются соответственно неинвертируюшим и.инвертируюшим входами операционного усилителя, выходной усилительный блок, ко входам которого присоединены выходы узкополосного и широкополосного дифференциальных транзисторных каскадов, генератор тока, выход которого подключен к эмиттерным цепям транзисторов щиИзобретение относится к области усилительных устройств и может быть использовано в вычЧелитепьных машинах.Один из известных операционных усилителей содержит усилительный элемент постоянного тока, широкополосный повторитель, выходной усилительный каскад 1Это устройство имеет сравнительно низкое быстродействие. рокополосного дифференциально торного каскада, токозадаюшийЭто устройство характериз сительно низким быстродейств ствие значительного времени мого на заряд выходной емко тора постоянного тока узкопо ференциального транзисторногЦелью изобретения явпяетсший входы 5 и 6, токозадаюший резистор 7.На.чертеже изображен пример выполнения некоторых функциональных блоков устройства. Так, узкополосный дифферен циальный транзисторный каскад 1 содержит транзисторы 8, 9 и резистор 1 О; широкополосный дифференциальный транзисторный каскад 2 содержит транзисторы 11, 12 и резисторы 13 - 15; гене ратор тока 3 содержит транзисторы 16, 17 и резисторы 18 - 20.Устройство работает следующим образом.При нулевых напряжениях на неинвер 15 ,тируюшем и инвертируюшем входах 5 и 6 узкополосный и широкополосный дифференциальные транзисторные каскады 1 и 2 сбалансированы и токи, протекающие че 20 рез транзисторы 8, 9 и 11, 12 попарно равны. Выходной усилительный блок 4 также находится в линейной области и выходное напряжение операционного усилителя равно нулю.Распределение тока между узкополосным и широкополосным дифференциальными транзисторными каскадами 1 и 2 находиться из системы уравнений:Д Я 3 Э ЗО Ь а т 1 а 7 тд.д 3 -3 1где 1 и 1- тепловые токи тран 35тт 2зисторов узкополосного и широкополосного дифференциальных транзисторных каскадов 1 и 2;1 и 1 - сумма токов в плечах узкоЬ40 полосногои широкополосного дифференциальных транзисторных каскадов 1 и 2;- температурный потенциал;. 3 - выходной ток генератора тока 3;Я Я - величина сопротивлений, соответ 4ствующих чертежу резисторов,Соответствующим выбором величины сопротивления токозадаюшег о резистора 7 реализуется условие 12 1, необходи 50 мое для построения двухканального операционного усилителя.При подаче на входы операционногоусилителя перепада большого напряжения,55в первый момент одно плечо каждого издифференциальных транзисторных каскадовзакрывается и напряжение иа их выходахне начнет изменяться до тех пор, пока выходная емкость генератора тока 3 не зарядится до напряжения, которое меньше входного приблизительно на величину падения напряжения на открытом переходе база - эмиттер входных транзисторов узкополосного и широкополосного дифференциальных транзисторных каскадов 1 и 2. Однако, в отличие от прототипа, в предложенном устройстве, во-первых, только выходная емкость одного генератора тока 3, которая заряжается током, больше на величину суммарного тока узкополосного дифференциального транзисторного каскада 1, во-вторых, узкополосный дифферен,циальный транзисторный каскад 1 включа ется также быстро, как и широкополосный дифференциальный транзисторный каскад 2. Полученный эффект аналогичен тому, который имел бы место в результате увеличения суммарного тока узкополосного дифференциального транзисторного каскада 1 до величины суммы с суммарным током широкополосного дифференциального транзисторного каскада 2, но без ухудшения точностных параметров устройства.Благодаря одновременному включению узкополосного и широкополосного дифференциальных транзисторных каскадов 1 и 2 удалось уменьшить примерно в 6 раз время регулирования устройства путем исклю-: чения нарушения режима работы выходного усилительнбго блока 4 и появления выбросов напряжения при переходных процессах, т.е, предложенному операционному усилителю присуще новое качество - повышенное быстродействие.Формула изобретенияОперационный усилитель, содержащий узкополосный и широкополосный дифференциальные транзисторные каскады, входы которых соединены попарно и являются соответственно неинвертируюшим и инвертируюшим входами операционного усилителя, выходной усилительный блок, ко входам которого присоединены выходы узкополосного и широкополосного дифференциальных транзисторных каскадов, генератор тока, выход которого подключен к эмиттерным цепям транзисторов широкополосного ди 4 ьференциального транзисторного каскада, токоэадаюший резистор, о т л и ч а юш и Й с я тем, что, с целью повышения быстродействия, эмиттерные цепи транзис торов узкополосного дифференциального транзисторного каскада через токоэадаю658570 ов ктор Н. Григорун Тираж 779 ПИПИ Государственного комитета ССпо делам изобретений и открытий, Москва, Ж, Раущская наб., д. дписное 059 45 Зак пиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,ший резистор подключены к выходу генератора тока.Источники информации, принятые во внимание при акспертизе Составительедактор Э. Губницкая Техред Э. 1. Авторское свидетельство СССР М 428394, кл. С 06 6 7/12, 1973. 2. ж. "СОН ", Аии 1, 20,1974, р. 90.