Операционный усилитель

(51)5 Н 03 Г 3/ САНИЕ ИЗОБРЕТЕ ический раснов Ы-Яа 1986, р(54) ОПЕРАЦИО (57) Изобрете ЫЙ УСИЛИТЕ к радио- повыше- Опера- МДП-трание относитс изобретения й способнос ель содержи нике. Цельнагрузочн н онныи усил ГОСУДАРСТВЕННЪЙ КОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР(56) 1 ЕЕЕ Зоигпа 1 ой 8 о 1Сгсцсз, Ч.БС, У 3,469 ф Е 18. 2. зисторы 1-10, входной дифференциальный каскад 11, источник 12 опорногонапряжения и шины 13 и 14 источникапитания . В данном операционном усилителе перезаряд входных емкостейМДП-транзисторов 2 и 6 производитсятоком стоков соответственно ЬЩП-транзисторов 10 и 9. Это позволяет устранить резистор между затворами МДПтранзисторов 2 и 6, и таким образом,повысить нагрузочную способность устройства при сниженной мошности потребления в статике. Операционный усилитель по п. 2 ф - лы отличается выполнением источника 12. 1 з,п. Ф-лы,2 ил.Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в аналоговой полупроводниковой схемотехнике, в частности, для работы на емкостную нагрузку.Цель изобретения - повышение нагрузочкой способности.На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема операционного усилителя; на фиг, 2 - принципиальная электрическая схема источника опорного напряжения,Операционный усилитель содержитпервый 1, второй 2, третий 3, четвер,тый 4, пятый 5, шестой 6, седьмой 7,восьмой 8, девятый 9 и десятый 10МДП-транзисторы, входной дифференциальный каскад 11, выполненный на первом и втором входных ИДП-транзисто 20рах, источнике тока и отражателе тока, источник 12 опорного напряжения,первую 13 и вторую 14 шины источника питанияИсточник 12 опорного напряжения(Лиг. 2) образует одиннадцатый 15,двенадцатый 16, тринадцатый 17, четырнадцатый 18, пятнадцатый 19 ишестнадцатый 20 МДП-транзисторы ирезистор 21.Операционный усилитель работаетследующим образом.Для обеспечения нормальной работыустройства необходимо, чтобы отношение ширины к длине канала девятогоЩП-транзистора 9 было несколько 35меньше отношения ширины к длине канала первого ЬЩП-транзистора 1, аотношение ширины к длине канала десятого МДП-транзистора 10 было несколько меньше отношения ширины к длине ка нала пятого МДП-транзистора 5. В этомслучае при подаче на входы входногодифференциального каскада 11 большогоотрицательного напряжения прекращаетпоступать ток через четвертый ИДПтранзистор 4, а значит, и через первый 1 и девятый 9 ИДП-транзисторы.В это же время значительно возрастает ток через восьмой МДП-транзистор8, а значит, и через пятый 5 и деся-тый 10 МДП-транзисторы. Это приводитк тому, что третий ИДП-транзистор 3закрывается, а затвор второго МДПтранзистора 2 по мере заряда еговходной емкости током десятого ИДПтранзистора 10 быстро подтягиваетсяк потенциалу затвора шестого ИДПтранзистора 6, что приводит к зарядуемкости нагрузки операционного усили где. Иширина 1-го КИ-транзистора теля большим током, протекающим в это время через второй ИДП-транзистор 2. По мере заряда емкости нагрузки в случае соединения выхода устройства с его инвертирующим входом уменьшается напряжение между входами операционного усилителя, что приводит к выходу из насыщения входного дифференциального каскада 1 и отпиранию третьего МДП-транзистора 3, т.е. в этот период времени оказываются открытыми совместно третий 3 и седьмой 7 МДП-транзисторы, обеспечивая низкий импеданс на затворах второго 2 и шестого 6 МДП-транзисторов, а значит обеспечивается широкая полоса пропускания устройства, необходимая для быстрого установления выходного напряжения до уровня 0,013 от номинального выходного напряжения, При подаче на входы устройства большого положительного напряжения устройство работает аналогично. В отличие от устройства-прототипа в предлагаемом устройстве перезаряд входных емкостей второго 2 и шестого 6 ИДП-транзисторов производится током стоков соответственно десятого 10 и девятого 9 МДП-транзисторов, Это позволяет не использовать резистор между затворами второго 2 и шестого 6 ИДП-транзисторов и, таким образом, повысить нагрузочную способность устройства при сниженной мощности потребления в статике.Источник 2 опорного напряжения работает следующим образом.Ток через резистор 21 определяется разностью между напряжениями источника питания и суммой пороговых напряжений одиннадцатого 15, тринадцатого 17, четырнадцатого 18 и шестнадцатого 20 МДП-транзисторов, деленной на значение сопротивления резистора 21. При этом для нормальной работы источника 12 необходимо, чтобы отношение ширины к длине канала двенадцатого 16 и пятнадцатого 19 МДП-транзисторов было несколько меньше отношения ширины к длине канала соответственно одиннадцатого 15 и четырнадцатого 18 ИДП- транзисторов, т.е должно выполняться соотношение5 1536501.; - длина канала ,3-го МДПтранзистора,К - коэффициент, оптимальноезначение которого лежит впределах 0,5-0,9.5Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным,обладает повышенной нагрузочной способностью при сниженной мощностипотребления. Формула изобретения 1 Опер аци он ный усилит ель с одер жащий входной дифференциальный каскад, выполненный на первом и втором входных МДП-транзисторах, имеющих первый тип, истоки которых соединены и подключены к выходу источника 20 тока, вывод питания которого подключен к первой шине источника питания, сток первого входного МДП-транзистора соединен с входом отражателя тока, выполненного на двух ПЩП-транзис торах, имеющих второй тип, при этом вывод питания отражателя тока соединен с второй шиной источника питания, а выход является первым выходом, а сток второго входного ЩП-транзисто 30 ра - вторым выходом входного дифференциального каскада, а также первый, второй, третий и четвертый МДП- транзисторы, имеющие первый тип, и пятый, шестой, седьмой, восьмой МДП-транзисторы, имеющие второй тип, причем затвор и сток четвертого МДП-трагзистора соединены и подключены к первому выходу входного дифференциального каскада и к затвору первого МДП-транзистора, сток которого соединен с затвором второго МДП- транзистора и истоком третьего МДП- транзистора, затвор которого подключен к первому выходу источника опорного напряжения, а сток - к второй 45 шине источника питания и истокам пятого, шестого и восьмого МДП-транзисторов, второй выход входного дифференциального каскада подключен к стоку и затвору восьмого ИЛП-транзистора и затвору пятого ИДП-транзисто 3 6ра, сток которого соединен с затвором шестого МДП-транзистора и истокамседьмого МДП-транзистора, затвор которого подключен к второму выходуисточника опорного напряжения, асток - к первой шине источника питания и к истокам первого, второго ичетвертого МДП-транзисторов, приэтом стоки второго и шестого ИДП-транзисторов соединены и являются выходомоперационного усилителя, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения нагрузочной способности,введены девятый ИДП-транзистор, имеющий первый тип, и десятый МДП-транзистор, имеющий второй тип, истокикоторых соединены соответственно спервой и второй шинами источника питания, затворы - с затворами первогои пятого МДП-транзисторов,а стокисо стоками пятого и первого МДП-транзисторов соответственно. 2, Усилитель по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что источникопорного напряжения содержит одиннадцатый, двенадцатый, тринадцатыйМДП-транзисторы, имеющие первый тип,и четырнадцатый, пятнадцатый, шестнадцатый МДП-транзисторы, имеющиевторой тип, и резистор, причем истоки одиннадцатого и двенадцатогоМДП-транзисторов подключены к первойшине источника питания, затворы соединены и подключены к стокам одиннадцатого и пятнадцатого 1 ЩП-транзисторов и к истоку тринадцатогоМДП-транзистора, соединенные затвори сток которого являются первым выходом источника опорного напряженияи через резистор подключены к соединенным затвору и стоку шестнадцатогоМДП-транзистора, которые являютсявторым выходом источника опорногонапряжения, исток шестнадцатогоМДП-транзистора подключен к стокамчетырнадцатого и двенадцатого МДПтранзисторов и затворам четырнадцатого и пятнадцатого МДП-транзисторов,истоки которых соединены с второйшиной источника питания,153 б 503 4 щу ФЛ Составитель И.ВодяхинаедакторЛ.Пчолинская Техред М.Дидык Корректор Э,Лончаков 101 Производс ЗаВНИ 15 Тираж 650 Подписное Государственного комитета по изооретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 дательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гаг