SU1446689A1 - Операционный усилитель - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиотехнике . Цель изобретени  - снижение потребл емой мощности. Операционный усилитель содержит входной дифференциальный каскад 1, выполненный на транзисторах 2-5, нагрузочных эл-тах 6, токостабилизаторе 7, повторителе напр жени  8, диоде 9 и источнике тока, выполненном на транзисторе 10, промежуточный каскад 1.1, выполненный на составных транзисторах и резисторе 12, выходной двухтактный каскад 13. Путем обеспечени  пропорциональности между током смещени  повторител  напр жени  8, выполненного на составном транзисторе, и рабочим током промежуточного каскада 11 в операционном усилителе обеспечиваетс  двухтактный режим работы цепи след щей обратной св зи. При этом сохран етс  быстродействие операционного усилител , а ток, потребл емый этой цепью и всем операционным усилителем в целом, уменьшаетс , 2 ил. i (Л с

Description

Од Од

lu

-f

Фи8.1

11446689

относитс  к радиотехе з и

пике и может использоватьс  в качест ве неинвертирующего усилител  или повторител  напр жени  дл  усилени  и преобразовани  электрических, в то числе импульсных, сигналов, сигналов.

Цель изобретени  - снижение потребл емой мощности.

На фиг. 1 представлена принципиальна  электрическа  схема операционного усилител ; на фиг. 2 - узел это схемы.

Операционный усилитель (ОУ) содер жит входной дифферен1щальный каскад 1, выполненный на первом 2, втором 3 третьем 4,и четвертом 5 транзисторах нагрузочных элемента 6, токостабилиг заторе 7, повторителе 8 напр жени , диоде 9, источнике тока, выполненном на п том транзисторе 10, промежуточный каскад 11, выполненный на сос- «тавных транзисторах и резисторе 12, и выходной двухтактный каскад 13.

ОУ работает следующим образом.

Очевидно, что большой ток смещени  повторител  8 напр жени  необхо- Д11м только при включении ОУ повторителем напр жени  и передаче, им положительного импульсного перепада. При работе усилител  в режиме малого сиг Нсша переменный сигнал на входе по- вторител  8 напр жени  практически отсутствует, а поэтому его ток смещени  может быть существенно унень- шен. Такую же зависимость от скорости нарастани  сигнала на входе ОУ имеет величина рабочего тока промежуточного каскада 11, Следовательно, обеспечив пропорциональность между . током смещени  повторител  8 напр жени  и рабочим током промежуточного каскада 11, можно обеспечить двух- тактный режим работы этой цепи след щей обратной св зи, при этом сохран етс  быстродействие ОУ, а ток, потребл емый этой цепью и всем усилителем в целом, уменьшаетс . Дл  реализации такого характера работы цепи след щей обратной св зи база-эмиттер ный переход п того транзистора 10 на фиг. 1 включен параллельно база-эмит- терному переходу выходного транзис- тора промежуточного каскада 11, а на фиг.2 - параллельно пр мосмещенному диоду, включенному последовательно с эмиттером этого транзистора.

0

0.

0

5 5

г

К

.

К

1 Пи

Однако при таком включении образуетс  цепь нежелательной обратной св зи (ОС), замыкающейс  эквивалентно с выхода промежуточного каскада 11 на объединенные эмиттеры первого 2 и второго 3 транзисторов через повторитель 8 напр жени . Эта ОС оказывает вредное вли ние на характеристику ОУ, в том числе способствует уменьшению усилени  на посто нном токе и росту нелинейности. Можно показать, что с учетом этой ОС коэффициент усилени  ОУ на посто нном токе равен

К ..

1+К,-„Л2Кгпн

где Kyjj - коэффициент усилени  ОУ без ОС;

коэффициент усилени  тока в структуре промежуточного каскада 11;

коэффициент усилени  в структуре повторител  8 напр жени  .

Из этого соотношени  следует, что достаточно высокий коэффициент усилени  на посто нном токе предлагаемого ОУ может быть обеспечен только при условии ,-, при этом с учетом примерного равенства h примен емых транзисторов повторитель 8 напр жени  и промежуточный каскад 11 должны иметь одинаковые стр уктуры, т.е. каждый из них должен содержать одинаковое число транзисторов. В таком случае предлагаемое техническое решение позвол ет избежать ухудшени  эксплуатационных характеристик ОУ при выигрыше в экономичности.

В отличие от известных ОУ предлагаемый усилитель при подаче питани  не может быть выведен на нормальный рабочий режим без пускового элемента , в качестве которого используетс  резистор 12, Сопротивление это- го резистора 12 выбираетс  таким образом , чтобы после выхода.ОУ на режим его наличие никак не отражалось бы на характеристиках.ОУ. Типична  величина сопротивлени  составл ет ориентировочно 1 МОм и увеличиваетс  при уменьшении рабочих токов ОУ. Возможны другие варианты включени  пусковой цепи.

5

0

0

дг

Claims (1)

1. 55 Формула изобретени 

   Операционный усилитель, содержащий последовательно соединенные входной

   ци(1)ференциальный каскад, выполненный на первом и втором транзисторах, эмиттеры которых объединены, подключены к входу повторител  напр жени  и через токостабилизатор соединены с первой шиной источника питани , третьем и четвертом транзисторах, базы которых объединены и через диод подключены к выходу повторител  напр жени , а через источник тока, выполненный на п том транзисторе, - к второй шине источника питани , эмиттеры третьего и четвертого транзисторов подключены к коллекторам соот- ветственно первого и второго тран14Д6689

   зисторов, а колчекторы через нагрузочные элементы подключены к второй шине источника питани , промежуточный каскад, выполненный на составном транзисторе, и выходной двухтактный каскад, отличающийс  тем, что, с целью снижени  потребл емой модности, повторитель напр жени  выполней на составном транзисторе,

   при этом база-эмиттерный переход п того транзистора включен параллельно р - п-переходу промежуточного каскада , ток через который пропорционален

   выходному току промежуточного каскада.

   фиг.1