RU2615066C1 - Operational amplifier - Google Patents

Operational amplifier Download PDF

Info

Publication number
RU2615066C1
RU2615066C1 RU2015143966A RU2015143966A RU2615066C1 RU 2615066 C1 RU2615066 C1 RU 2615066C1 RU 2015143966 A RU2015143966 A RU 2015143966A RU 2015143966 A RU2015143966 A RU 2015143966A RU 2615066 C1 RU2615066 C1 RU 2615066C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
operational amplifier
input
additional
transistor
output
Prior art date
Application number
RU2015143966A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Николаевич Прокопенко
Олег Владимирович Дворников
Анна Витальевна Бугакова
Илья Викторович Пахомов
Original Assignee
Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Донской Государственный Технический Университет" (Дгту)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Донской Государственный Технический Университет" (Дгту) filed Critical Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Донской Государственный Технический Университет" (Дгту)
Priority to RU2015143966A priority Critical patent/RU2615066C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2615066C1 publication Critical patent/RU2615066C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/95—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for meteorological use
    • G01S13/953—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for meteorological use mounted on aircraft
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/04—Display arrangements
    • G01S7/06—Cathode-ray tube displays or other two dimensional or three-dimensional displays
    • G01S7/10—Providing two-dimensional and co-ordinated display of distance and direction
    • G01S7/12—Plan-position indicators, i.e. P.P.I.
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/04—Display arrangements
    • G01S7/06—Cathode-ray tube displays or other two dimensional or three-dimensional displays
    • G01S7/22—Producing cursor lines and indicia by electronic means
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/34—DC amplifiers in which all stages are DC-coupled
    • H03F3/343—DC amplifiers in which all stages are DC-coupled with semiconductor devices only
    • H03F3/347—DC amplifiers in which all stages are DC-coupled with semiconductor devices only in integrated circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/45—Differential amplifiers
    • H03F3/45071—Differential amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/45076—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier
    • H03F3/4508—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier using bipolar transistors as the active amplifying circuit
    • H03F3/45085—Long tailed pairs
    • H03F3/45089—Non-folded cascode stages

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.
SUBSTANCE: operational amplifier includes first and second bipolar input transistors whose bases are connected to respective first and second inputs of the operational amplifier, a current mirror in accord with the first power supply rail, whose output is connected to the current output of the operational amplifier and the collector of the first output transistor. The collector of the second auxiliary transistor is connected to the base of the first output transistor, the emitters of the first and second auxiliary transistors are connected to a second power source bus, the first and the second additional field-effect transistors with control pn-junction, and the collectors of the first and second input bipolar transistors connected to the first power supply bus.
EFFECT: increase of precision op amp in terms of destabilizing factors.
8 cl, 17 dwg

Description

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в качестве прецизионного устройства усиления широкополосных сигналов.The invention relates to the field of electronics and can be used as a precision device for amplifying broadband signals.

В современной радиоэлектронной аппаратуре находят применение операционные усилители (ОУ), выполненные на основе входного дифференциального каскада с симметричной активной нагрузкой в виде источников опорного тока [1-9]. Их основное достоинство - повышенный коэффициент усиления по напряжению, который обеспечивается двумя каскадами усиления.Operational amplifiers (op amps) made on the basis of an input differential stage with a symmetrical active load in the form of reference current sources are used in modern radio-electronic equipment [1-9]. Their main advantage is the increased voltage gain, which is provided by two amplification stages.

Для работы в условиях космического пространства, в экспериментальной физике необходимы радиационно-стойкие ОУ с несколькими дифференциальными входами, обеспечивающими функциональное преобразование нескольких аналоговых сигналов. Мировой опыт проектирования устройств данного класса показывает, что решение этих задач возможно с использованием биполярно-полевого технологического процесса [10], обеспечивающего формирование р-канальных полевых и высококачественных n-р-n биполярных транзисторов с радиационной стойкостью до 1 Мрад и потоком нейтронов до 1013 н/см2. Однако для таких ОУ необходима специальная схемотехника, учитывающая ограничения биполярно-полевой технологии [10].To work in outer space, in experimental physics, radiation-resistant op-amps with several differential inputs are needed that provide the functional conversion of several analog signals. World experience in designing devices of this class shows that the solution to these problems is possible using a bipolar field process [10], which provides the formation of p-channel field and high-quality n-pn bipolar transistors with radiation resistance up to 1 Mrad and a neutron flux up to 10 13 n / cm 2 . However, for such an op-amp, a special circuitry is needed that takes into account the limitations of bipolar field technology [10].

Ближайшим прототипом заявляемого устройства является операционный усилитель по патенту US 3.614.645, fig. 1. Кроме этого, данная архитектура ОУ приведена в патенте 7.411.541, fig. 2, а также в монографии [9]. ОУ-прототип содержит (фиг. 1) первый 1 и второй 2 входные биполярные транзисторы, базы которых связаны с соответствующими первым 3 и вторым 4 входами операционного усилителя, токовое зеркало 5, согласованное с первой 6 шиной источника питания, выход которого связан с токовым выходом операционного усилителя 7 и коллектором первого 8 выходного транзистора, а вход соединен с коллектором второго 9 выходного транзистора, первый 10 вспомогательный транзистор, база которого подключена к базе второго 11 вспомогательного транзистора и соединена с объединенными эмиттерами первого 8 и второго 9 выходных транзисторов, а также подключена ко второй 12 шине источника питания через вспомогательный двухполюсник 13, причем коллектор первого 10 вспомогательного транзистора соединен с базой второго 9 выходного транзистора, коллектор второго 11 вспомогательного транзистора соединен с базой первого 8 выходного транзистора, эмиттеры первого 10 и второго 11 вспомогательных транзисторов связаны со второй 12 шиной источника питания.The closest prototype of the claimed device is an operational amplifier according to the patent US 3.614.645, fig. 1. In addition, this OS architecture is given in patent 7.411.541, fig. 2, as well as in the monograph [9]. The op-amp prototype contains (Fig. 1) the first 1 and second 2 input bipolar transistors, the bases of which are connected to the corresponding first 3 and second 4 inputs of the operational amplifier, a current mirror 5, matched with the first 6 bus of the power source, the output of which is connected to the current output operational amplifier 7 and the collector of the first 8 output transistor, and the input is connected to the collector of the second 9 output transistor, the first 10 auxiliary transistor, the base of which is connected to the base of the second 11 auxiliary transistor and connected to internal emitters of the first 8 and second 9 output transistors, and is also connected to the second 12 bus of the power source through the auxiliary two-terminal 13, with the collector of the first 10 auxiliary transistor connected to the base of the second 9 output transistor, the collector of the second 11 auxiliary transistor connected to the base of the first 8 output transistor , the emitters of the first 10 and second 11 auxiliary transistors are connected to the second 12 bus power supply.

Существенный недостаток известного ОУ состоит в том, что в нем не обеспечивается дифференциальное преобразование нескольких входных напряжений. Кроме этого, в известной схеме ОУ для установления статического режима транзисторов входного каскада необходим специальный функциональный узел - источник опорного тока, существенно влияющий на статические параметры устройства. В конечном итоге, это снижает прецизионность известного ОУ.A significant drawback of the known op-amp is that it does not provide differential conversion of several input voltages. In addition, in the well-known op-amp circuit, to establish the static mode of transistors of the input stage, a special functional unit is needed - a reference current source that significantly affects the static parameters of the device. Ultimately, this reduces the precision of the known opamp.

Основная задача предполагаемого изобретения состоит в создании высокостабильного с несколькими входами симметричного по входам и промежуточному каскаду ОУ, не содержащего классических источников опорного тока, устанавливающих статический режим транзисторов входного и промежуточного каскадов. Это позволяет повысить прецизионность ОУ в условиях дестабилизирующих факторов, а также расширяет его функциональные возможности в сравнении с классическими ОУ.The main objective of the proposed invention is to create a highly stable with several inputs symmetrical in the inputs and the intermediate stage of the op-amp, not containing the classic sources of the reference current, which establish the static mode of the transistors of the input and intermediate stages. This allows you to increase the precision of the op-amp under the conditions of destabilizing factors, and also expands its functionality in comparison with the classical op-amps.

Поставленная задача достигается тем, что в операционном усилителе фиг. 1, содержащем первый 1 и второй 2 входные биполярные транзисторы, базы которых связаны с соответствующими первым 3 и вторым 4 входами операционного усилителя, токовое зеркало 5, согласованное с первой 6 шиной источника питания, выход которого связан с токовым выходом операционного усилителя 7 и коллектором первого 8 выходного транзистора, а вход соединен с коллектором второго 9 выходного транзистора, первый 10 вспомогательный транзистор, база которого подключена к базе второго 11 вспомогательного транзистора и соединена с объединенными эмиттерами первого 8 и второго 9 выходных транзисторов, а также подключена ко второй 12 шине источника питания через вспомогательный двухполюсник 13, причем коллектор первого 10 вспомогательного транзистора соединен с базой второго 9 выходного транзистора, коллектор второго 11 вспомогательного транзистора соединен с базой первого 8 выходного транзистора, эмиттеры первого 10 и второго 11 вспомогательных транзисторов связаны со второй 12 шиной источника питания, предусмотрены новые элементы и связи - в схему введены первый 14 и второй 15 дополнительные полевые транзисторы с управляющим pn-переходом, исток первого 14 дополнительного полевого транзистора соединен с эмиттером первого 1 входного биполярного транзистора, исток второго 15 дополнительного полевого транзистора соединен с эмиттером второго 2 входного биполярного транзистора, затвор первого 14 дополнительного полевого транзистора соединен с первым 16 дополнительным входом операционного усилителя, затвор второго 15 дополнительного полевого транзистора соединен со вторым 17 дополнительным входом операционного усилителя, сток первого 14 дополнительного полевого транзистора соединен с базой второго 9 выходного транзистора, сток второго 15 дополнительного полевого транзистора соединен с базой первого 8 выходного транзистора, причем тип проводимости первого 1 и второго 2 входных биполярных транзисторов соответствует типу проводимости первого 8 и второго 9 выходных транзисторов, а коллекторы первого 1 и второго 2 входных биполярных транзисторов связаны с первой 6 шиной источника питания.The problem is achieved in that in the operational amplifier of FIG. 1, containing the first 1 and second 2 input bipolar transistors, the bases of which are connected with the corresponding first 3 and second 4 inputs of the operational amplifier, a current mirror 5, matched with the first 6 bus of the power source, the output of which is connected to the current output of the operational amplifier 7 and the collector of the first 8 of the output transistor, and the input is connected to the collector of the second 9 output transistor, the first 10 auxiliary transistor, the base of which is connected to the base of the second 11 auxiliary transistor and connected to the combined emit the frames of the first 8 and second 9 output transistors, and is also connected to the second 12 bus of the power source through the auxiliary two-terminal 13, with the collector of the first 10 auxiliary transistor connected to the base of the second 9 output transistor, the collector of the second 11 auxiliary transistor connected to the base of the first 8 output transistor, emitters of the first 10 and second 11 auxiliary transistors are connected to the second 12 bus of the power supply, new elements and communications are provided - the first 14 and second 15 additional p field-effect transistors with a control pn junction, the source of the first 14 additional field-effect transistor is connected to the emitter of the first 1 input bipolar transistor, the source of the second 15 additional field-effect transistor is connected to the emitter of the second 2 input bipolar transistor, the gate of the first 14 additional field-effect transistor is connected to the first 16 additional input operational amplifier, the gate of the second 15 additional field-effect transistor is connected to the second 17 additional input of the operational amplifier, the drain of the first 14th additional field-effect transistor is connected to the base of the second 9 output transistor, the drain of the second 15th additional field-effect transistor is connected to the base of the first 8 output transistor, and the conductivity type of the first 1 and second 2 input bipolar transistors corresponds to the conductivity type of the first 8 and second 9 output transistors, and the collectors of the first 1 and second 2 input bipolar transistors are connected to the first 6 bus power source.

На чертеже фиг. 1 показана схема ОУ-прототипа, а на чертеже фиг. 2 - схема заявляемого устройства в соответствии с п. 1 и п. 2 формулы изобретения.In the drawing of FIG. 1 shows a diagram of an op-amp prototype, and in the drawing of FIG. 2 is a diagram of the inventive device in accordance with paragraph 1 and paragraph 2 of the claims.

На чертеже фиг. 3 приведена схема заявляемого устройства в соответствии с п. 3, а на чертеже фиг. 4 - п. 4 формулы изобретения.In the drawing of FIG. 3 shows a diagram of the inventive device in accordance with paragraph 3, and in the drawing of FIG. 4 - p. 4 of the claims.

На чертеже фиг. 5 представлена схема заявляемого устройства в соответствии с п. 5, а на чертеже фиг. 6 в соответствии с п. 6 формулы изобретения.In the drawing of FIG. 5 is a diagram of the inventive device in accordance with paragraph 5, and in the drawing of FIG. 6 in accordance with paragraph 6 of the claims.

На чертеже фиг. 7 представлена схема заявляемого устройства в соответствии с п. 7 формулы изобретения.In the drawing of FIG. 7 presents a diagram of the inventive device in accordance with paragraph 7 of the claims.

На чертеже фиг. 8 приведена схема заявляемого устройства в соответствии с п. 8, а на чертеже фиг. 9 в соответствии с п. 9 формулы изобретения.In the drawing of FIG. 8 is a diagram of the inventive device in accordance with paragraph 8, and in the drawing of FIG. 9 in accordance with paragraph 9 of the claims.

На чертеже фиг. 10 представлена функциональная схема заявляемого устройства фиг. 9.In the drawing of FIG. 10 is a functional diagram of the inventive device of FIG. 9.

На чертеже фиг. 11 представлена схема заявляемого устройства в соответствии с п. 10 формулы изобретения.In the drawing of FIG. 11 shows a diagram of the inventive device in accordance with paragraph 10 of the claims.

На чертеже фиг. 12 приведена схема заявляемого устройства фиг. 3 в режиме инвертирующего усилителя в среде PSpice на радиационно-зависимых моделях интегральных транзисторов АБМК_1_4 НПО «Интеграл» (г. Минск), которая использовалась для моделирования амплитудно-частотных характеристик ОУ со 100% обратной связью. Из этой характеристики, а также анализа фазовых соотношений в схеме следует, что коэффициент усиления по напряжению ОУ фиг. 12 равен минус единице.In the drawing of FIG. 12 is a diagram of the inventive device of FIG. 3 in the mode of an inverting amplifier in a PSpice environment on radiation-dependent models of integrated transistors ABMK_1_4 of NPO Integral (Minsk), which was used to model the amplitude-frequency characteristics of an op-amp with 100% feedback. From this characteristic, as well as the analysis of phase relations in the circuit, it follows that the voltage gain of the op-amp of FIG. 12 is equal to minus one.

На чертеже фиг. 13 показаны амплитудно-частотные характеристики операционного усилителя фиг. 12 со 100% отрицательной обратной связью.In the drawing of FIG. 13 shows the frequency response of the operational amplifier of FIG. 12 with 100% negative feedback.

На чертеже фиг. 14 приведена зависимость напряжения смещения нуля ОУ фиг. 12 от потока нейтронов (а) и температуры в диапазоне минус 60-80°С (б). Данные характеристики получены для случая, когда элементы схемы обладают высокой идентичностью, т.е. данные графики показывают предельные возможности заявляемого ОУ.In the drawing of FIG. 14 shows the dependence of the zero bias voltage of the op amp of FIG. 12 from the neutron flux (a) and temperature in the range of minus 60-80 ° С (b). These characteristics are obtained for the case when the elements of the circuit have a high identity, i.e. These graphs show the ultimate capabilities of the claimed op-amp.

На чертеже фиг. 15 приведены временные характеристики входного и выходного синусоидального напряжения схемы фиг. 12, которые показывают, что выходное напряжение заявляемого устройства противофазно его входному напряжению.In the drawing of FIG. 15 shows the time characteristics of the input and output sinusoidal voltages of the circuit of FIG. 12, which show that the output voltage of the claimed device is out of phase with its input voltage.

На чертеже фиг. 16 приведена схема заявляемого устройства фиг. 4 в среде PSpice на радиационно-зависимых моделях интегральных транзисторов АБМК_1_4 НПО «Интеграл» (г. Минск).In the drawing of FIG. 16 is a diagram of the inventive device of FIG. 4 in the environment of PSpice on radiation-dependent models of integrated transistors ABMK_1_4 NPO Integral (Minsk).

На чертеже фиг. 17 показаны амплитудно-частотные характеристики операционного усилителя фиг. 16 для случая, когда коэффициент передачи четырехполюсника обратной связи 26 равен 0,5, а его коэффициент усиления в данной схеме включения Kу=-2.In the drawing of FIG. 17 shows the frequency response characteristics of the operational amplifier of FIG. 16 for the case when the transmission coefficient of feedback quadrupole 26 is 0.5, and its gain in this switching circuit is Kу = -2.

На чертеже фиг. 18 приведена схема заявляемого устройства фиг. 2 в среде PSpice на радиационно-зависимых моделях интегральных транзисторов АБМК_1_4 НПО «Интеграл» (г. Минск) для случая, когда входной сигнал подается на первый 16 дополнительный вход ОУ, а общая обратная связь отсутствует.In the drawing of FIG. 18 is a diagram of the inventive device of FIG. 2 in the environment PSpice on radiation-dependent models of integrated transistors ABMK_1_4 NPO Integral (Minsk) for the case when the input signal is supplied to the first 16 additional input of the op-amp, and there is no general feedback.

На чертеже фиг. 19 показаны амплитудно-частотные характеристики разомкнутого операционного усилителя фиг. 18 (без отрицательной обратной связи).In the drawing of FIG. 19 shows the frequency response of an open operational amplifier of FIG. 18 (no negative feedback).

Операционный усилитель фиг. 2 содержит первый 1 и второй 2 входные биполярные транзисторы, базы которых связаны с соответствующими первым 3 и вторым 4 входами операционного усилителя, токовое зеркало 5, согласованное с первой 6 шиной источника питания, выход которого связан с токовым выходом операционного усилителя 7 и коллектором первого 8 выходного транзистора, а вход соединен с коллектором второго 9 выходного транзистора, первый 10 вспомогательный транзистор, база которого подключена к базе второго 11 вспомогательного транзистора и соединена с объединенными эмиттерами первого 8 и второго 9 выходных транзисторов, а также подключена ко второй 12 шине источника питания через вспомогательный двухполюсник 13, причем коллектор первого 10 вспомогательного транзистора соединен с базой второго 9 выходного транзистора, коллектор второго 11 вспомогательного транзистора соединен с базой первого 8 выходного транзистора, эмиттеры первого 10 и второго 11 вспомогательных транзисторов связаны со второй 12 шиной источника питания. В схему введены первый 14 и второй 15 дополнительные полевые транзисторы с управляющим pn-переходом, исток первого 14 дополнительного полевого транзистора соединен с эмиттером первого 1 входного биполярного транзистора, исток второго 15 дополнительного полевого транзистора соединен с эмиттером второго 2 входного биполярного транзистора, затвор первого 14 дополнительного полевого транзистора соединен с первым 16 дополнительным входом операционного усилителя, затвор второго 15 дополнительного полевого транзистора соединен со вторым 17 дополнительным входом операционного усилителя, сток первого 14 дополнительного полевого транзистора соединен с базой второго 9 выходного транзистора, сток второго 15 дополнительного полевого транзистора соединен с базой первого 8 выходного транзистора, причем тип проводимости первого 1 и второго 2 входных биполярных транзисторов соответствует типу проводимости первого 8 и второго 9 выходных транзисторов, а коллекторы первого 1 и второго 2 входных биполярных транзисторов связаны с первой 6 шиной источника питания.The operational amplifier of FIG. 2 contains first 1 and second 2 input bipolar transistors, the bases of which are connected with the corresponding first 3 and second 4 inputs of the operational amplifier, a current mirror 5, matched with the first 6 bus of the power source, the output of which is connected with the current output of the operational amplifier 7 and the collector of the first 8 the output transistor, and the input is connected to the collector of the second 9 output transistor, the first 10 auxiliary transistor, the base of which is connected to the base of the second 11 auxiliary transistor and connected to the combined emitter and the first 8 and second 9 output transistors, and is also connected to the second 12 bus of the power source through the auxiliary two-terminal 13, with the collector of the first 10 auxiliary transistor connected to the base of the second 9 output transistor, the collector of the second 11 auxiliary transistor connected to the base of the first 8 output transistor, emitters of the first 10 and second 11 auxiliary transistors are connected to the second 12 bus power supply. The first 14 and second 15 additional field-effect transistors with a control pn junction are introduced into the circuit, the source of the first 14 additional field-effect transistor is connected to the emitter of the first 1 input bipolar transistor, the source of the second 15 additional field-effect transistor is connected to the emitter of the second 2 input bipolar transistor, the gate of the first 14 additional field-effect transistor is connected to the first 16 additional input of the operational amplifier, the gate of the second 15 additional field-effect transistor is connected to the second 17 additional the input of the operational amplifier, the drain of the first 14 additional field-effect transistor is connected to the base of the second 9 output transistor, the drain of the second 15 additional field-effect transistor is connected to the base of the first 8 output transistor, and the conductivity type of the first 1 and second 2 input bipolar transistors corresponds to the conductivity type of the first 8 and the second 9 output transistors, and the collectors of the first 1 and second 2 input bipolar transistors are connected to the first 6 bus of the power source.

Коррекция амплитудно-частотной характеристики ОУ фиг. 2 может обеспечиваться корректирующими конденсаторами 20 или 21. Для уменьшения влияния напряжения Эрли первого 8 и второго 9 выходных транзисторов на напряжение смещения нуля ОУ предусмотрена цепь смещения 22, которая может быть выполнена в виде стабилитрона, резистора или нескольких прямосмещенных р-n переходов. Вспомогательный двухполюсник 13 выполнен на чертеже фиг. 2 в виде двух параллельно включенных р-n переходов (N=2).Correction of the amplitude-frequency characteristic of the op-amp of FIG. 2 can be provided with correction capacitors 20 or 21. To reduce the influence of the Earl voltage of the first 8 and second 9 output transistors on the op-amp zero bias voltage, an bias circuit 22 is provided, which can be made in the form of a zener diode, a resistor, or several forward biased pn junctions. The auxiliary bipolar 13 is made in the drawing of FIG. 2 in the form of two pn junctions connected in parallel (N = 2).

На чертеже фиг. 2, в соответствии с п. 2 формулы изобретения, к токовому выходу операционного усилителя 7 подключен вход дополнительного буферного усилителя 18, выход которого 19 является потенциальным выходом операционного усилителя.In the drawing of FIG. 2, in accordance with paragraph 2 of the claims, the input of an additional buffer amplifier 18, the output of which 19 is a potential output of the operational amplifier, is connected to the current output of the operational amplifier 7.

На чертеже фиг. 3, в соответствии с п. 3 формулы изобретения потенциальный выход операционного усилителя 19 связан со вторым 4 входом операционного усилителя, первый 3 вход операционного усилителя и второй 17 дополнительный вход операционного усилителя соединены с общей шиной 23 источников питания, а первый 16 дополнительный вход операционного усилителя является первым инвертирующим входом операционного усилителя. Кроме этого, на чертеже фиг. 3 предусмотрена общая шина источников питания 23, относительно которой подается входное 24 и снимается выходное 19 напряжения ОУ.In the drawing of FIG. 3, in accordance with paragraph 3 of the claims, the potential output of the operational amplifier 19 is connected to the second 4 input of the operational amplifier, the first 3 input of the operational amplifier and the second 17 additional input of the operational amplifier are connected to a common bus 23 of power sources, and the first 16 additional input of the operational amplifier is the first inverting input of an operational amplifier. In addition, in the drawing of FIG. 3 provides a common bus power sources 23, relative to which the input 24 is supplied and the output voltage 19 of the op-amp is removed.

На чертеже фиг. 4, в соответствии с п. 4 формулы изобретения, потенциальный выход операционного усилителя 19 связан со вторым 4 входом операционного усилителя через первый 25 четырехполюсник обратной связи, который выполнен в частном случае на основе резисторов R1 и R2.In the drawing of FIG. 4, in accordance with paragraph 4 of the claims, the potential output of the operational amplifier 19 is connected to the second 4 input of the operational amplifier through the first 25 feedback quadrupole, which is made in the particular case based on resistors R1 and R2.

На чертеже фиг. 5, в соответствии с п. 5 формулы изобретения, потенциальный выход операционного усилителя 19 связан с первым 16 дополнительным входом операционного усилителя, первый 3 вход операционного усилителя и второй 17 дополнительный вход операционного усилителя связаны с общей шиной 23 источника питания, а второй 4 вход операционного усилителя является вторым инвертирующим входом операционного усилителя.In the drawing of FIG. 5, in accordance with paragraph 5 of the claims, the potential output of the operational amplifier 19 is connected to the first 16 additional input of the operational amplifier, the first 3 input of the operational amplifier and the second 17 additional input of the operational amplifier are connected to a common bus 23 of the power source, and the second 4 input of the operational amplifier is the second inverting input of the operational amplifier.

На чертеже фиг. 6, в соответствии с п. 6 формулы изобретения, потенциальный выход операционного усилителя 19 связан с первым 16 дополнительным входом операционного усилителя через второй 26 четырехполюсник обратной связи.In the drawing of FIG. 6, in accordance with paragraph 6 of the claims, the potential output of the operational amplifier 19 is connected to the first 16 additional input of the operational amplifier through the second 26 feedback quadrupole.

На чертеже фиг. 7, в соответствии с п. 7 формулы изобретения, первый 16 дополнительный вход операционного усилителя соединен со вторым 4 входом операционного усилителя, а второй 17 дополнительный вход операционного усилителя подключен в первому 3 входу операционного усилителя.In the drawing of FIG. 7, in accordance with paragraph 7 of the claims, the first 16 additional input of the operational amplifier is connected to the second 4 input of the operational amplifier, and the second 17 additional input of the operational amplifier is connected to the first 3 input of the operational amplifier.

На чертежах фиг. 7, фиг. 8, фиг. 9, фиг. 11 вспомогательный двухполюсник 13 выполнен в виде двух параллельно включенных р-n переходов 13.1 и 13.2.In the drawings of FIG. 7, FIG. 8, FIG. 9, FIG. 11 auxiliary bipolar 13 is made in the form of two parallel-connected pn junctions 13.1 and 13.2.

На чертеже фиг. 8, в соответствии с п. 8 формулы изобретения, в схему введены первый 27 и второй 28 дополнительные биполярные транзисторы, а также третий 29 и четвертый 30 дополнительные полевые транзисторы, база первого 27 дополнительного биполярного транзистора связана с третьим 31 дополнительным входом операционного усилителя, база второго 28 дополнительного биполярного транзистора связана с четвертым 32 дополнительным входом операционного усилителя, затвор третьего 29 дополнительного полевого транзистора связан с пятым 33 дополнительным входом операционного усилителя, затвор четвертого 30 дополнительного полевого транзистора связан с шестым 34 дополнительным входом операционного усилителя, коллекторы первого 27 и второго 28 дополнительных биполярных транзисторов подключены к первой 6 шине источника питания, эмиттер первого 27 дополнительного биполярного транзистора связан с истоком первого 29 дополнительного полевого транзистора, эмиттер второго 28 дополнительного биполярного транзистора связан с истоком четвертого 30 дополнительного полевого транзистора, сток третьего 29 дополнительного полевого транзистора подключен к базе второго 9 выходного транзистора, сток четвертого 30 дополнительного полевого транзистора подключен к базе первого 8 выходного транзистора.In the drawing of FIG. 8, in accordance with paragraph 8 of the claims, the first 27 and second 28 additional bipolar transistors are introduced into the circuit, as well as the third 29 and fourth 30 additional field effect transistors, the base of the first 27 additional bipolar transistors is connected to the third 31 additional input of the operational amplifier, base the second 28 additional bipolar transistor is connected to the fourth 32 additional input of the operational amplifier, the gate of the third 29 additional field-effect transistor is connected to the fifth 33 additional input of the first amplifier, the gate of the fourth 30 additional field-effect transistor is connected to the sixth 34 additional input of the operational amplifier, the collectors of the first 27 and second 28 additional bipolar transistors are connected to the first 6 bus of the power source, the emitter of the first 27 additional bipolar transistor is connected to the source of the first 29 additional field transistor, the emitter of the second 28 additional bipolar transistor is connected to the source of the fourth 30 additional field-effect transistor, the drain of the third 29 additional the field-effect transistor is connected to the base of the second 9 output transistor, the drain of the fourth 30 additional field-effect transistor is connected to the base of the first 8 output transistor.

На чертеже фиг. 9, в соответствии с п. 9 формулы изобретения, потенциальный выход операционного усилителя 19 связан с четвертым 32 дополнительным входом операционного усилителя.In the drawing of FIG. 9, in accordance with paragraph 9 of the claims, the potential output of the operational amplifier 19 is connected to the fourth 32 additional input of the operational amplifier.

На чертеже фиг. 10 представлена функциональная схема ОУ фиг. 9 и показаны его входные и выходные сигналы.In the drawing of FIG. 10 is a functional diagram of the opamp of FIG. 9 and shows its input and output signals.

На чертеже фиг. 11, в соответствии с п. 10 формулы изобретения, первый 16 дополнительный вход операционного усилителя соединен со вторым 4 входом операционного усилителя, второй 17 дополнительный вход операционного усилителя связан с первым 3 входом операционного усилителя, шестой 34 дополнительный вход операционного усилителя связан с третьим 31 дополнительным входом операционного усилителя, пятый 33 дополнительный вход операционного усилителя соединен с четвертым 32 дополнительным входом операционного усилителя.In the drawing of FIG. 11, in accordance with paragraph 10 of the claims, the first 16 additional input of the operational amplifier is connected to the second 4 input of the operational amplifier, the second 17 additional input of the operational amplifier is connected to the first 3 input of the operational amplifier, the sixth 34 additional input of the operational amplifier is connected to the third 31 additional the input of the operational amplifier, the fifth 33 additional input of the operational amplifier is connected to the fourth 32 additional input of the operational amplifier.

Рассмотрим работу ОУ фиг. 4, который в данной схеме включения является инвертирующим усилителем с высоким входным сопротивлением по первому 16 дополнительному входу. Это одна из существенных особенностей заявляемого устройства.Consider the operation of the opamp of FIG. 4, which in this switching circuit is an inverting amplifier with a high input resistance at the first 16 additional input. This is one of the essential features of the claimed device.

Статический режим транзисторов схемы фиг. 4 устанавливается за счет соответствующего выбора геометрических размеров и топологии первого 14 и второго 15 дополнительных полевых транзисторов. Ток стока первого 14 и второго 15 дополнительных полевых транзисторов Ic14=Ic15=I0 определяется по их стоко-затворной характеристике при напряжении затвор-исток, равном напряжению эмиттер-база (Uэб≈0,7 В) первого 1 и второго 2 входных биполярных транзисторов. Таким образом, для обеспечения статического режима в схеме фиг. 4 не требуются какие-либо другие источники опорного тока. В этом состоит одна из ее замечательных особенностей.The static mode of the transistors of the circuit of FIG. 4 is set due to the appropriate choice of geometric dimensions and topology of the first 14 and second 15 additional field-effect transistors. The drain current of the first 14 and second 15 additional field effect transistors I c14 = I c15 = I 0 is determined by their drain-gate characteristic at a gate-source voltage equal to the emitter-base voltage (U e ≈ 0.7 V) of the first 1 and second 2 input bipolar transistors. Thus, in order to provide a static mode in the circuit of FIG. 4 no other reference current sources are required. This is one of its wonderful features.

Токи стоков первого 14 и второго 15 дополнительных полевых транзисторов Ic14=Ic15=I0 определяют статический режим первого 10 и второго 11 вспомогательных транзисторов за счет местной отрицательной обратной связи по синфазному сигналу (первый 8 и второй 9 выходные транзисторы). Если в качестве вспомогательного двухполюсника 13 использовать два параллельно включенных р-n перехода, идентичных эмиттерным р-n переходам первого 10 и второго 11 вспомогательных транзисторов, то коллекторные токи первого 8 и второго 9 выходных транзисторов будут соответствовать току I0, который определяется геометрией первого 14 и второго 15 дополнительных полевых транзисторов. Таким образом, промежуточный каскад ОУ также не требует использования каких-либо традиционных источников опорного тока.The drain currents of the first 14 and second 15 additional field effect transistors I c14 = I c15 = I 0 determine the static mode of the first 10 and second 11 auxiliary transistors due to local negative feedback on the common mode signal (first 8 and second 9 output transistors). If we use two parallel-connected pn junctions identical to the emitter pn junctions of the first 10 and second 11 auxiliary transistors as an auxiliary two-terminal 13, then the collector currents of the first 8 and second 9 output transistors will correspond to the current I 0 , which is determined by the geometry of the first 14 and a second 15 additional field effect transistors. Thus, the intermediate cascade of the opamp also does not require the use of any traditional sources of reference current.

Дополнительный источник напряжения 22 (резистор, р-n переходы и т.п.) включен для согласования статических режимов первого 8 и второго 9 выходных транзисторов по напряжению коллектор-база. Его применение позволяет уменьшить влияние эффекта Эрли первого 8 и второго 9 выходных транзисторов на напряжение смещения нуля ОУ (Uсм).An additional voltage source 22 (resistor, pn junctions, etc.) is included to coordinate the static modes of the first 8 and second 9 output transistors in terms of collector-base voltage. Its application allows to reduce the influence of the Earley effect of the first 8 and second 9 output transistors on the zero-bias voltage of the op amp (U cm ).

Рассмотрим далее зависимость коэффициента передачи по напряжению схемы фиг. 4 от параметров элементов.Let us further consider the voltage transfer coefficient of the circuit of FIG. 4 from the parameters of the elements.

Усиление по петле отрицательной обратной связи ОУ фиг. 4 при единичном коэффициенте передачи токового зеркала 5 определяется формулойLoop gain of the negative feedback of the op amp of FIG. 4 at a unit coefficient of transfer of the current mirror 5 is determined by the formula

Figure 00000001
Figure 00000001

где

Figure 00000002
,
Figure 00000003
Where
Figure 00000002
,
Figure 00000003

Figure 00000004
- коэффициент передачи четырехполюсника отрицательной обратной связи 25;
Figure 00000004
- transmission coefficient of the four-terminal negative feedback 25;

Figure 00000005
- коэффициенты передачи по напряжению первого, второго и третьего каскадов ОУ;
Figure 00000005
- transmission coefficients for the voltage of the first, second and third stages of the OS;

gm15 - крутизна стоко-затворной характеристики полевого транзистора 15;g m15 is the slope of the gate-gate characteristic of the field effect transistor 15;

RΣ3 - эквивалентное сопротивление в высокоимпедансном узле Σ3;R Σ3 is the equivalent resistance in the high impedance node Σ3;

rэi - сопротивление прямосмещенного эмиттерного р-n перехода i-го транзистора.r ei is the resistance of the forward biased emitter pn junction of the i-th transistor.

При этом в формуле (2) эквивалентная проводимость в высокоимпедансном узле Σ2:Moreover, in formula (2), the equivalent conductivity in the high-impedance site Σ2:

Figure 00000006
,
Figure 00000006
,

где yi8 - входная проводимость транзистора 8 по цепи базы,where y i8 is the input conductivity of transistor 8 along the base circuit,

yi11 - выходная проводимость транзистора 11 по цепи коллектора,y i11 - output conductivity of transistor 11 along the collector circuit,

yi15 - выходная проводимость транзистора 15 по цепи стока.y i15 is the output conductivity of transistor 15 along the drain circuit.

ПричемMoreover

Figure 00000007
,
Figure 00000007
,

Figure 00000008
,
Figure 00000008
,

Figure 00000009
,
Figure 00000009
,

где μi - коэффициент внутренней обратной связи i-го транзистора в схеме с общей базой 11 (общим затвором, 15).where μ i is the internal feedback coefficient of the i-th transistor in the circuit with a common base 11 (common gate, 15).

В результате анализа схемы фиг. 4 (с учетом ее высокой симметрии) можно найти, что при Т>>1 модуль коэффициента передачи по напряжению ОУAs a result of the analysis of the circuit of FIG. 4 (taking into account its high symmetry), it can be found that at T >> 1 the coefficient of transmission coefficient of the voltage

Figure 00000010
Figure 00000010

При этом усилитель фиг. 4 является инвертирующим, а его коэффициент передачи по напряжению определяется отношением резисторов R1 и R2 (3).The amplifier of FIG. 4 is inverting, and its voltage transfer coefficient is determined by the ratio of resistors R1 and R2 (3).

При 100% отрицательной обратной связи схема фиг. 4 является инвертирующим повторителем входного напряжения с Kу≈-1.With 100% negative feedback, the circuit of FIG. 4 is an inverting follower of the input voltage with K at ≈-1.

Если входной сигнал подать на первый 3 вход или на второй 17 дополнительный вход, а первый 16 дополнительный вход подключить к общей шине, то в схеме фиг. 4 реализуется неинвертирующее усиление входного сигнала с коэффициентом передачи, который определяется формулой (3).If the input signal is applied to the first 3 input or to the second 17 additional input, and the first 16 additional input is connected to the common bus, then in the circuit of FIG. 4, a non-inverting gain of the input signal with a transmission coefficient, which is determined by the formula (3), is realized.

Аналогичными свойствами обладают и схемы ОУ фиг. 5 и фиг. 6.The OA circuits of FIG. 5 and FIG. 6.

Особенность схемы фиг. 7 состоит в том, что она может иметь повышенное быстродействие в связи с тем, что ее входной каскад характеризуется более широким диапазоном активной работы (напряжение ограничения Uгр). Это связано с тем, что максимальная скорость нарастания выходного напряжения ОУ с однополюсной частотной коррекцией (С21) определяется формулойA feature of the circuit of FIG. 7 consists in the fact that it can have increased speed due to the fact that its input stage is characterized by a wider range of active operation (voltage limiting U gr ). This is due to the fact that the maximum slew rate of the op-amp output voltage with unipolar frequency correction (C21) is determined by the formula

Figure 00000011
,
Figure 00000011
,

где f1 - частота единичного усиления ОУ.where f 1 is the frequency of unity gain opamp.

В схеме фиг. 8 введен второй многоканальный входной дифференциальный каскад на транзисторах 27, 28, 29 и 30. Общее число входов в таком ОУ возрастает до восьми, что позволяет обеспечить преобразование (алгебраическое суммирование и т.п.), как минимум, семи разных входных сигналов (фиг. 10).In the circuit of FIG. 8, the second multichannel input differential stage for transistors 27, 28, 29 and 30 is introduced. The total number of inputs in such an op-amp increases to eight, which allows for the conversion (algebraic summation, etc.) of at least seven different input signals (Fig. . 10).

Так, выходное напряжение в схеме фиг. 9 при достаточно большом петлевом усилении Т>>1 можно найти по формулеSo, the output voltage in the circuit of FIG. 9 with a sufficiently large loop gain T >> 1 can be found by the formula

Figure 00000012
,
Figure 00000012
,

где uij - напряжение на ij-том входе ОУ.where u ij is the voltage at the ij-th input of the op-amp.

В схеме фиг. 11 два входных дифференциальных каскада реализованы соответственно на транзисторах 1, 2, 14, 15 и 27, 28, 29, 30 с расширенным диапазоном активной работы. Данная схема ОУ имеет только 4 входа, но характеризуется повышенным быстродействием и при однополюсной частотной коррекции (С21).In the circuit of FIG. 11, two input differential stages are implemented respectively on transistors 1, 2, 14, 15 and 27, 28, 29, 30 with an extended range of active operation. This op-amp circuit has only 4 inputs, but is characterized by increased speed and with unipolar frequency correction (C21).

Представленная на чертеже фиг. 13 амплитудно-частотная характеристика коэффициента усиления по напряжения замкнутого ОУ фиг. 12 показывает, что схема фиг. 12 является инвертирующим усилителем с коэффициентом передачи минус единица, а также характеризуется повышенным входным сопротивлением, которое определяется свойствами полевого транзистора Q3 по цепи затвора.The FIG. 13 the frequency response of the voltage gain of the closed op-amp of FIG. 12 shows that the circuit of FIG. 12 is an inverting amplifier with a transmission coefficient minus one, and is also characterized by an increased input resistance, which is determined by the properties of the field-effect transistor Q3 along the gate circuit.

Предлагаемые схемотехнические решения имеют малые значения систематической составляющей напряжения смещения нуля при температурных и радиационных воздействиях (фиг. 14).The proposed circuit solutions have small values of the systematic component of the zero bias voltage under temperature and radiation influences (Fig. 14).

Амплитудно-частотная характеристика фиг. 17 ОУ фиг. 16 показывает, что за счет изменения резисторов обратной связи R2, R3 можно обеспечить инвертирующий коэффициент усиления Kу=-2 при высоком входном сопротивления по цепи затвора транзистора Q3. Петлевое усиление в заявляемом ОУ обеспечивается двумя каскадами усиления и принимает значения в диапазоне 80 дБ (фиг. 19), что достаточно для многих применений.The frequency response of FIG. 17 the opamp of FIG. 16 shows that by changing the feedback resistors R2, R3, it is possible to provide an inverting gain K y = -2 with a high input resistance along the gate circuit of the transistor Q 3 . The loop gain in the claimed op-amp is provided by two amplification stages and takes values in the range of 80 dB (Fig. 19), which is sufficient for many applications.

Таким образом, предлагаемое устройство имеет существенные преимущества в сравнении с известными и может найти широкое применение в широкополосных системах обработки различных сигналов.Thus, the proposed device has significant advantages in comparison with the known and can be widely used in broadband systems for processing various signals.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОКBIBLIOGRAPHIC LIST

1. Патент US 7.411.451, fig. 21. Patent US 7.411.451, fig. 2

2. Патент US 4.607.2322. Patent US 4.607.232

3. Патент US 3.614.645, fig. 1, fig. 23. Patent US 3.614.645, fig. 1, fig. 2

4. Патент US 5.963.085, fig. 34. Patent US 5.963.085, fig. 3

5. Патент US 4.271.394, fig. 35. Patent US 4,271,394, fig. 3

6. Патент US 4.069.460, fig. 16. Patent US 4.069.460, fig. one

7. Патент US 4.359.693, fig. 17. Patent US 4.359.693, fig. one

8. Патент US 4.348.602, fig. 18. Patent US 4.348.602, fig. one

9. Операционные усилители / И. Достал; Москва : Пер. с англ., Мир, 1982. - 512 с. (рис. 13.13б, стр. 77)9. Operational amplifiers / I. Dostal; Moscow: Trans. from English., Mir, 1982. - 512 p. (Fig. 13.13b, p. 77)

10. Элементная база радиационно-стойких информационно-измерительных систем : монография / Н.Н. Прокопенко, О.В. Дворников, С.Г. Крутчинский; под общ. ред. д.т.н., проф. Н.Н. Прокопенко; ФГБОУ ВПО «Южно-Рос. гос. ун-т. экономики и сервиса». - Шахты : ФГБОУ ВПО «ЮРГУЭС», 2011. - 208 с.10. The element base of radiation-resistant information-measuring systems: monograph / N.N. Prokopenko, O.V. Dvornikov, S.G. Krutchinsky; under the general. ed. Doctor of Technical Sciences, prof. N.N. Prokopenko; FSBEI HPE “South-Ros. state un-t economics and service. " - Mines: FSBEI HPE "URGUES", 2011. - 208 p.

Claims (10)

1. Операционный усилитель, содержащий первый (1) и второй (2) входные биполярные транзисторы, базы которых связаны с соответствующими первым (3) и вторым (4) входами операционного усилителя, токовое зеркало (5) согласовано с первой (6) шиной источника питания, выход которого связан с токовым выходом операционного усилителя (7) и коллектором первого (8) выходного транзистора, а вход соединен с коллектором второго (9) выходного транзистора, первый (10) вспомогательный транзистор, база которого подключена к базе второго (11) вспомогательного транзистора и соединена с объединенными эмиттерами первого (8) и второго (9) выходных транзисторов, а также подключена ко второй (12) шине источника питания через вспомогательный двухполюсник (13), причем коллектор первого (10) вспомогательного транзистора соединен с базой второго (9) выходного транзистора, коллектор второго (11) вспомогательного транзистора соединен с базой первого (8) выходного транзистора, эмиттеры первого (10) и второго (11) вспомогательных транзисторов связаны со второй (12) шиной источника питания, отличающийся тем, что в схему введены первый (14) и второй (15) дополнительные полевые транзисторы с управляющим pn-переходом, исток первого (14) дополнительного полевого транзистора соединен с эмиттером первого (1) входного биполярного транзистора, исток второго (15) дополнительного полевого транзистора соединен с эмиттером второго (2) входного биполярного транзистора, затвор первого (14) дополнительного полевого транзистора соединен с первым (16) дополнительным входом операционного усилителя, затвор второго (15) дополнительного полевого транзистора соединен со вторым (17) дополнительным входом операционного усилителя, сток первого (14) дополнительного полевого транзистора соединен с базой второго (9) выходного транзистора, сток второго (15) дополнительного полевого транзистора соединен с базой первого (8) выходного транзистора, причем тип проводимости первого (1) и второго (2) входных биполярных транзисторов соответствует типу проводимости первого (8) и второго (9) выходных транзисторов, а коллекторы первого (1) и второго (2) входных биполярных транзисторов связаны с первой (6) шиной источника питания.1. An operational amplifier containing the first (1) and second (2) input bipolar transistors, the bases of which are connected to the corresponding first (3) and second (4) inputs of the operational amplifier, the current mirror (5) is matched with the first (6) source bus power supply, the output of which is connected to the current output of the operational amplifier (7) and the collector of the first (8) output transistor, and the input is connected to the collector of the second (9) output transistor, the first (10) auxiliary transistor, the base of which is connected to the base of the second (11) auxiliary transistor and connected to the combined emitters of the first (8) and second (9) output transistors, and also connected to the second (12) bus of the power source through an auxiliary two-terminal network (13), and the collector of the first (10) auxiliary transistor is connected to the base of the second (9) output transistor, the collector of the second (11) auxiliary transistor is connected to the base of the first (8) output transistor, the emitters of the first (10) and second (11) auxiliary transistors are connected to the second (12) bus of the power source, characterized in that the first (14) and the second (15) additional field effect transistors with a pn junction control, the source of the first (14) additional field effect transistor is connected to the emitter of the first (1) input bipolar transistor, the source of the second (15) additional field effect transistor is connected to the emitter of the second (2 ) input bipolar transistor, the gate of the first (14) additional field-effect transistor is connected to the first (16) additional input of the operational amplifier, the gate of the second (15) additional field-effect transistor is connected to the second (17) additional input operational amplifier house, the drain of the first (14) additional field-effect transistor is connected to the base of the second (9) output transistor, the drain of the second (15) additional field-effect transistor is connected to the base of the first (8) output transistor, and the conductivity type of the first (1) and second ( 2) the input bipolar transistors corresponds to the type of conductivity of the first (8) and second (9) output transistors, and the collectors of the first (1) and second (2) input bipolar transistors are connected to the first (6) bus of the power source. 2. Операционный усилитель по п. 1, отличающийся тем, что к токовому выходу операционного усилителя (7) подключен вход дополнительного буферного усилителя (18), выход которого (19) является потенциальным выходом операционного усилителя.2. The operational amplifier according to claim 1, characterized in that the input of the additional buffer amplifier (18), the output of which (19) is a potential output of the operational amplifier, is connected to the current output of the operational amplifier (7). 3. Операционный усилитель по п. 2, отличающийся тем, что потенциальный выход операционного усилителя (19) связан со вторым (4) входом операционного усилителя, первый (3) вход операционного усилителя и второй (17) дополнительный вход операционного усилителя соединены с общей шиной (23) источников питания, а первый (16) дополнительный вход операционного усилителя является первым инвертирующим входом операционного усилителя.3. The operational amplifier according to claim 2, characterized in that the potential output of the operational amplifier (19) is connected to the second (4) input of the operational amplifier, the first (3) input of the operational amplifier and the second (17) additional input of the operational amplifier are connected to a common bus (23) power supplies, and the first (16) auxiliary input of the operational amplifier is the first inverting input of the operational amplifier. 4. Операционный усилитель по п. 3, отличающийся тем, что потенциальный выход операционного усилителя (19) связан со вторым (4) входом операционного усилителя через первый (25) четырехполюсник обратной связи.4. The operational amplifier according to claim 3, characterized in that the potential output of the operational amplifier (19) is connected to the second (4) input of the operational amplifier through the first (25) feedback quadrupole. 5. Операционный усилитель по п. 2, отличающийся тем, что потенциальный выход операционного усилителя (19) связан с первым (16) дополнительным входом операционного усилителя, первый (3) вход операционного усилителя и второй (17) дополнительный вход операционного усилителя связаны с общей шиной (23) источника питания, а второй (4) вход операционного усилителя является вторым инвертирующим входом операционного усилителя.5. The operational amplifier according to claim 2, characterized in that the potential output of the operational amplifier (19) is connected to the first (16) additional input of the operational amplifier, the first (3) input of the operational amplifier and the second (17) additional input of the operational amplifier bus (23) of the power source, and the second (4) input of the operational amplifier is the second inverting input of the operational amplifier. 6. Операционный усилитель по п. 5, отличающийся тем, что потенциальный выход операционного усилителя (19) связан с первым (16) дополнительным входом операционного усилителя через второй (26) четырехполюсник обратной связи.6. The operational amplifier according to claim 5, characterized in that the potential output of the operational amplifier (19) is connected to the first (16) additional input of the operational amplifier through the second (26) feedback quadrupole. 7. Операционный усилитель по п. 1, отличающийся тем, что первый (16) дополнительный вход операционного усилителя соединен со вторым (4) входом операционного усилителя, а второй (17) дополнительный вход операционного усилителя подключен в первому (3) входу операционного усилителя.7. The operational amplifier according to claim 1, characterized in that the first (16) additional input of the operational amplifier is connected to the second (4) input of the operational amplifier, and the second (17) additional input of the operational amplifier is connected to the first (3) input of the operational amplifier. 8. Операционный усилитель по п. 2, отличающийся тем, что в схему введены первый (27) и второй (28) дополнительные биполярные транзисторы, а также третий (29) и четвертый (30) дополнительные полевые транзисторы, база первого (27) дополнительного биполярного транзистора связана с третьим (31) дополнительным входом операционного усилителя, база второго (28) дополнительного биполярного транзистора связана с четвертым (32) дополнительным входом операционного усилителя, затвор третьего (29) дополнительного полевого транзистора связан с пятым (33) дополнительным входом операционного усилителя, затвор четвертого (30) дополнительного полевого транзистора связан с шестым (34) дополнительным входом операционного усилителя, коллекторы первого (27) и второго (28) дополнительных биполярных транзисторов подключены к первой (6) шине источника питания, эмиттер первого (27) дополнительного биполярного транзистора связан с истоком первого (29) дополнительного полевого транзистора, эмиттер второго (28) дополнительного биполярного транзистора связан с истоком четвертого (30) дополнительного полевого транзистора, сток третьего (29) дополнительного полевого транзистора подключен к базе второго (9) выходного транзистора, сток четвертого (30) дополнительного полевого транзистора подключен к базе первого (8) выходного транзистора.8. The operational amplifier according to claim 2, characterized in that the first (27) and second (28) additional bipolar transistors are introduced into the circuit, as well as the third (29) and fourth (30) additional field effect transistors, the base of the first (27) additional the bipolar transistor is connected to the third (31) additional input of the operational amplifier, the base of the second (28) additional bipolar transistor is connected to the fourth (32) additional input of the operational amplifier, the gate of the third (29) additional field-effect transistor is connected to the fifth (33) additional the input of the operational amplifier, the gate of the fourth (30) additional field-effect transistor is connected to the sixth (34) additional input of the operational amplifier, the collectors of the first (27) and second (28) additional bipolar transistors are connected to the first (6) bus of the power source, the emitter of the first ( 27) an additional bipolar transistor is connected to the source of the first (29) additional field-effect transistor, the emitter of the second (28) additional bipolar transistor is connected to the source of the fourth (30) additional field-effect transistor, with the current of the third (29) additional field-effect transistor is connected to the base of the second (9) output transistor, the drain of the fourth (30) additional field-effect transistor is connected to the base of the first (8) output transistor. 9. Операционный усилитель по п. 8, отличающийся тем, что потенциальный выход операционного усилителя (19) связан с четвертым (32) дополнительным входом операционного усилителя.9. The operational amplifier according to claim 8, characterized in that the potential output of the operational amplifier (19) is connected to the fourth (32) additional input of the operational amplifier. 10. Операционный усилитель по п. 8, отличающийся тем, что первый (16) дополнительный вход операционного усилителя соединен со вторым (4) входом операционного усилителя, второй (17) дополнительный вход операционного усилителя связан с первым (3) входом операционного усилителя, шестой (34) дополнительный вход операционного усилителя связан с третьим (31) дополнительным входом операционного усилителя, а пятый (33) дополнительный вход операционного усилителя соединен с четвертым (32) дополнительным входом операционного усилителя.10. The operational amplifier according to claim 8, characterized in that the first (16) additional input of the operational amplifier is connected to the second (4) input of the operational amplifier, the second (17) additional input of the operational amplifier is connected to the first (3) input of the operational amplifier, the sixth (34) the additional input of the operational amplifier is connected to the third (31) additional input of the operational amplifier, and the fifth (33) additional input of the operational amplifier is connected to the fourth (32) additional input of the operational amplifier.
RU2015143966A 2015-10-13 2015-10-13 Operational amplifier RU2615066C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015143966A RU2615066C1 (en) 2015-10-13 2015-10-13 Operational amplifier

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015143966A RU2615066C1 (en) 2015-10-13 2015-10-13 Operational amplifier

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2615066C1 true RU2615066C1 (en) 2017-04-03

Family

ID=58507157

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015143966A RU2615066C1 (en) 2015-10-13 2015-10-13 Operational amplifier

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2615066C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2668985C1 (en) * 2017-11-09 2018-10-05 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) Quick-acting buffer amplifier
RU2683502C1 (en) * 2018-06-04 2019-03-28 Анатолий Алексеевич Лебедев Operational amplifier with current feedback
RU2790615C1 (en) * 2022-12-08 2023-02-28 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) High-speed buffer amplifier with nonlinear correction class ab

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3614645A (en) * 1968-09-27 1971-10-19 Rca Corp Differential amplifier
US20080165051A1 (en) * 2007-01-10 2008-07-10 Honeywell International Inc. Systems and methods for presenting vertical weather information on plan view displays
RU2390916C1 (en) * 2009-02-02 2010-05-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ГОУ ВПО "ЮРГУЭС") Precision operational amplifier
RU2414808C1 (en) * 2010-03-17 2011-03-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ГОУ ВПО "ЮРГУЭС") Operational amplifier with low voltage of zero shift
RU2441316C1 (en) * 2011-02-07 2012-01-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ГОУ ВПО "ЮРГУЭС") Differential amplifier with low supply voltage
RU2455757C1 (en) * 2011-03-11 2012-07-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ГОУ ВПО "ЮРГУЭС") Precision operational amplifier

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3614645A (en) * 1968-09-27 1971-10-19 Rca Corp Differential amplifier
US20080165051A1 (en) * 2007-01-10 2008-07-10 Honeywell International Inc. Systems and methods for presenting vertical weather information on plan view displays
RU2390916C1 (en) * 2009-02-02 2010-05-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ГОУ ВПО "ЮРГУЭС") Precision operational amplifier
RU2414808C1 (en) * 2010-03-17 2011-03-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ГОУ ВПО "ЮРГУЭС") Operational amplifier with low voltage of zero shift
RU2441316C1 (en) * 2011-02-07 2012-01-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ГОУ ВПО "ЮРГУЭС") Differential amplifier with low supply voltage
RU2455757C1 (en) * 2011-03-11 2012-07-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ГОУ ВПО "ЮРГУЭС") Precision operational amplifier

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2668985C1 (en) * 2017-11-09 2018-10-05 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) Quick-acting buffer amplifier
RU2683502C1 (en) * 2018-06-04 2019-03-28 Анатолий Алексеевич Лебедев Operational amplifier with current feedback
RU2790615C1 (en) * 2022-12-08 2023-02-28 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) High-speed buffer amplifier with nonlinear correction class ab
RU2810544C1 (en) * 2023-10-09 2023-12-27 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) Operational amplifier with increased maximum rise rate
RU2810548C1 (en) * 2023-10-15 2023-12-27 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) High speed operational amplifier

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2523124C1 (en) Multi-differential operational amplifier
RU2710917C1 (en) Analogue microcircuit output cascade on complementary field-effect transistors with control p-n junction
RU2615066C1 (en) Operational amplifier
RU2684489C1 (en) Buffer amplifier on complementary field-effect transistors with control p-n junction for operation at low temperatures
RU2677401C1 (en) Bipolar-field buffer amplifier
RU2571578C1 (en) Input stage of multidifferential operational amplifier for radiation-resistant bipolar-field process
RU2390916C1 (en) Precision operational amplifier
RU2615070C1 (en) High-precision two-stage differential operational amplifier
RU2595927C1 (en) Bipolar-field operational amplifier
RU2615068C1 (en) Bipolar-field differential operational amplifier
RU2568384C1 (en) Precision operational amplifier based on radiation resistant bipolar and field process
RU2640744C1 (en) Cascode differential operational amplifier
RU2583760C1 (en) Bipolar-field operational amplifier
RU2589323C1 (en) Bipolar-field operational amplifier
RU2571399C1 (en) Differential amplifier based on radiation-resistant bipolar-field technological process for operation at low temperatures
RU2616573C1 (en) Differential operation amplifier
RU2621289C1 (en) Two-stage differential operational amplifier with higher gain
RU2452077C1 (en) Operational amplifier with paraphase output
RU2571579C1 (en) Precision operational amplifier for radiation-proof bipolar field technological process
RU2687161C1 (en) Buffer amplifier for operation at low temperatures
RU2642337C1 (en) Bipolar-field operating amplifier
RU2595923C1 (en) High-speed operational amplifier based on "bent" cascode
RU2439780C1 (en) Cascode differential amplifier
RU2668981C1 (en) Output stage of bijfet operating amplifier
RU2595926C1 (en) Bipolar-field operational amplifier

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171014