SU1264302A1

SU1264302A1 - Операционный усилитель

Info

Publication number: SU1264302A1
Application number: SU843786213A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Владимирович Мокан; Евгений Александрович Рябов; Борис Яковлевич Ковальчук; Дмитрий Васильевич Сотский
Original assignee: Организация П/Я М-5222
Priority date: 1984-09-03
Filing date: 1984-09-03
Publication date: 1986-10-15

Abstract

Изобретение относитс к радиотехнике . Цель изобретени - расширение области рабочих частот и повьшениё быстродействи Операционный у-ль содержит два входных диф. каскада , выполненных на транзисторах (т) 1, 2, 3 и 4, два отражател тока 5 и 6, каскад усилени напр жени , выполненный на Т 7 и 8, выходной каскад усилени мощности 9, выполненный на Т 10 и II, цепь смещени , вьтолненна на диодах 12 и 13, и токозадак ций элемент (ТЗЭ) 14. Цель достигаетс введением ТЗЭ 14, создающего оптимальный режим работы дл Т 7 и 8, а также обеспечивающего лучшее динамическое согласование входных диф. каскадов с каскадом усилени напр жени , понижа его динамическое входное сопротивление в широком диапазоне входного сигнала. 1 ил. (Л ка

Description

(54) ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - расширение области рабочих частот и повышение быстродействия. Операционный у-ль содержит два входных диф. кас када, выполненных на транзисторах (Т) 1, 2, 3 и 4, два отражателя тока 5 и 6, каскад усиления напряжения, выполненный на Т 7 и 8, выходной каскад усиления мощности 9, выполненный на Т 10 и II, цепь смещения, выполненная на диодах 12 и 13, и токозадающий элемент (ТЗЭ) 14. Цель достигается введением ТЗЭ 14, создающего оптимальный режим работы для Т 7 и 8, а также обеспечивающего лучшее динамическое согласование входных диф.

каскадов с каскадом усиления напряжения, понижая его динамическое вход ное сопротивление в широком диапазоне входного сигнала. 1 ил.

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для усиления широкополосных сигналов в радиоэлектронных устройствах различного назначения.

Цель изобретения - расширение области рабочих частот и повышение быстродействия.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема операцион ного усилителя.

Операционный усилитель (ОУ) содержит' первый и второй входные дифференциальные каскады на первых транзисторах I и 2 и вторых транзисторах 3 и 4, первый и второй отражатели тока 5 и 6, каскад усиления напряжения на транзисторах Т и 8, выходной каскад 9 усиления мощности на транзисторах 10 и 11 и цепь смещения на диодах 12 и 13, а также токозадающий элемент 14.

Операционный усилитель работает следующим образом.

После включения операционного усилителя подается входной сигнал, например на инвертирующий вход подается положительный сигнал + ДУ, в коллекторах первого и второго транзисторов 2 и 4 токи возрастают соответственно на величину & I, и й 1₂в коллекторах первого и второго транзисторов 3 и 1 токи уменьшаются на величину 41, и й1₂, происходит открывание четвертого транзистора 8 и закрывание третьего транзистора 7. В результате на выходе ОУ напряжение будет уменьшаться до величины - Ky_v х х - П.

Аналогично, при подаче на инвертирующий вход отрицательного сигнала 4 V происходит закрывание четвертого транзистора 7, в результате выходной сигнал ОУ увеличивается до величины + · αν.' При уменьшении сигнала на инвертирующем входе до нуля через первые и вторые транзисторы 1, 4 и 2, 3 потекут в нагрузочные отражатели тока 5 и 6 разные токи, что приведет к закрыванию третьего и четвертого транзисторов 7 и 8.

Однако третий и четвертый транзисторы 7 и 8 закроются не полностью, так как токозадающий элемент 14 будет задавать ток покоя 1₀ через третий и четвертый транзисторы и через прямосмещенные диоды 12 и 13, которые задают ток покоя 1₀ в транзис— торах 10 и 11 выходного каскада усиления мощности.

Таким образом задается оптимальный режим работы третьего и четвер5 того 7 и 8 транзисторов и транзисторов 10 и 11 выходного каскада усиления мощности, когда при небольших выходных сигналах перезаряд паразитных емкостей производится большим то10 ком.

В ОУ управление третьим и четвёртым транзисторами 7 и 8 каскада усиления напряжения осуществляется не1₅ посредственно токами первого и второго входных дифференциальных каскадов, поэтому использование токозадающего элемента 14 ОУ для увеличения быстродействия не ограничивается созданием ₂₀ оптимального режима работы для третьего и четвертого транзисторов 7 и 8 каскада усиления напряжения, но также обеспечивает лучшее динамическое согласование первого и второго вход25 ных дифференциальных каскадов с каскадом усиления напряжения, понижая динамическое входное сопротивление каскада усиления напряжения В широком диапазоне входного сигнала. В ОУ ₃θ существует прямая связь между величинами токов в первом и втором входных дифференциальных каскадах и током токозадающего элемента 14. При этом .значительно уменьшается влияние емкости Миллера у первых и вторых тран³⁵ зисторов входных дифференциальных каскадов. Это дополнительно повышает быстродействие ОУ и уменьшает время установления переходных процессов.

Claims

Изобретение относитс к радиотехнике к может использоватьс дл усилени широкополосных сигналов в радиоэлектронных устройствах различного назначени . Цель изобретени - расширение области рабочих частот и повышение быстродействи . На чертеже представлена принципиальна электрическа схема операцион ного усилител . Операционный усилитель (ОУ) содер жит первый и второй входные дифферен циальные каскады на первых транзисторах I и 2 и вторых транзисторах 3 и 4, первый и второй отражатели то- -ка 5 и 6, каскад усилени напр жени на транзисторах 7 и 8, выходной каскад 9 усилени мощности на транзисторах 10 и II и цепь смещени на диодах 12 и 13, а также токозадающий элемент 14, Операционный усилитель работает следующим образом. После включени операционного усилител подаетс входной сигнал, например на инвертирующий вход подаетс положительный сигнал + в коллекторах первого и второго транзисторов 2 и 4 токи возрастают соответственно на величину & I, и и 1 в коллекторах первого и второго тран зисторов 3 и 1 токи уменьшаютс на величину il, и Д1, происходит откры вание четвертого транзистора 8 и закрывание третьего транзистора 7, В результате на вькоде ОУ напр жение будет уменьшатьс до величины - Кц х к bV. Аналогично, при подаче на инвер- тирук дий вход отрицательного сигнала Ь V происходит закрывание четвертого транзистора 7, результате выходной сигнал ОУ увеличиваетс до величины К U V. При уменьшении сигнала на инвертирующем входе до нул через первые и вторые транзисторы 5, 4 и 2, 3 потекут в нагрузочные отражатели тока 5 и 6 разные токи, что приведет к закрыванию третьего и четвер того транзисторов 7 и 8. Однако третий и четвертый транзисторы 7 и 8 закроютс не полностью, так как токозадающий элемент 14 будет задавать ток поко Ig через третий и четвертый транзисторы и через пр мосмещенные диоды 12 и 13, ко торые задают ток поко Ig в транзисорах 10 и 11 выходного каскада усиени мощности. Таким образом задаетс оптимальый режим работы третьеТо и четвертого 7 и 8 тракзистороЕ к транзистоов 0 и П выходного каскада усилеи мощности, когда при небольпшх ыходных сигналах перезар д паразитых емкостей производитс большим тоом . В ОУ управление третьим и четвертым транзисторами 7 и 8 каскада усилени напр жени осуществл етс непосредственно токами первого и второго входных дифференциальных каскадов, поэтому использование токозадающего элемента 14 ОУ дл увеличени быстродействи не ограничиваетс созданием оптимального р.ежима работы дл третьего и четвертого транзисторов 7 и 8 каскада усилени напр жени , но также обеспечивает лучшее динамическое согласование первого и второго входных дифференциальных каскадов с каскадом усилени напр жени , понижа динамическое входное сопротивление каскада усилени напр жени в широком диапазоне входного сигнала. В ОУ существует пр ма св зь между величинами токов в первом и втором входных дифференциальных каскадах и током токозадающего элемента 14, При этсж значительно уменьшаетс вли ние емкости Миллера у первых и вторых транзисторов входных дифференциальных каскадов, Это дополнительно повышает быстродействие ОУ и уменьшает врем установлени переходных процессов. Формула изобретени Операционный усилитель, содержащий параллельно соединенные первый и второй входные дифференциальные каскады , каждый из которых выполнен на первом и втором транзисторах, первый и второй отражатели тока, входы которых подключены к коллекторам первых транзисторов, а выходы - к коллекторам вторых транзисторов соответственно первого и второго входных дифференциальных каскадов, каскад усилени напр жени , выполненный на третьем и четвертом транзисторах, эмиттеры которых подключены к входам соответственно первого и второго отражателей тока, выходы которых соединены с базами соответственно третье3 12643024

го и четвертого транзисторов, и вы-чающийс тем, что, с целью ходной каскад усилеии мощности,расширени области рабочих частот и при этом структура третьего транзи-повьщгени быстродействи , ме аду колстора соответствует структуре перво-лекторами- вторых транзисторов первого и второго транзисторов второгоs го и второго входных дифференциальвходно о дифференциального каскада,ных каскадов включен токозадающий структура четвертого транзистора со-элемент, а коллекторы третьего и четответствует структуре первого и вто-вертого транзисторов соединены с рого транзисторов первого входноговходом выходного каскада усилени Iдифференциального каскада, о т л и-Ю мощности.