SU1536503A1 - Операционный усилитель - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиотехнике. Цель изобретени  - повышение нагрузочной способности. Операционный усилитель содержит МДП-транзисторы 1-10, входной дифференциальный каскад 11, источник 12 опорного напр жени  и шины 13 и 14 источника питани . В данном операционном усилителе перезар д входных емкостей МДП-транзисторов 2 и 6 производитс  током стоков соответственно МДП-транзисторов 10 и 9. Это позвол ет устранить резистор между затворами МДП-транзисторов 2 и 6 и, таким образом, повысить нагрузочную способность устройства при сниженной мощности потреблени  в статике. Операционный усилитель по п. 2 ф-лы отличаетс  выполнением источника 12. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Description

СП

СО

ОЭ

ел

о со

Изобретение относитс  к радиотехнике и может быть использовано в аналоговой полупроводниковой схемотехнике , в частности, дл  работы на емкостную нагрузку.

Цель изобретени  - повышение нагрузочной способности.

На фиг. 1 представлена принципиальна  электрическа  схема операцией- ного усилител ; на фиг. 2 - принципиальна  электрическа  схема источника опорного напр жени .

Операционный усилитель содержит первый 1, второй 2, третий 3, четвер- тый 4, п тый 5, шестой 6, седьмой 7, восьмой 8, дев тый 9 и дес тый 10 МДП-транзисторы, входной дифференциальный каскад 11, выполненный на первом и втором входных МДП-транзисто- pax, источнике тока и отражателе тока , источник 12 опорного напр жени , первую 13 и вторую 14 шины источника питани .

Источник 12 опорного напр жени  (фиг. 2) образует одиннадцатый 15, двенадцатый 16, тринадцатый 17, четырнадцатый 18, п тнадцатый 19 и шестнадцатый 20 МДП-транзисторы и резистор 21.

Операционный усилитель работает следующим образом.

Дл  обеспечени  нормальной работы устройства необходимо, чтобы отношение ширины к длине канала дев того МДН-транзистора 9 было несколько меньше отношени  ширины к длине канала первого МДП-транзистора 1, а отношение ширины к длине канала дес того МДП-транзистора 10 было несколько меньше отношени  ширины к длине к нала п того МДП-транзистора 5. В это случае при подаче на входы входного дифференциального каскада 11 большог отрицательного напр жени  прекращает поступать ток через четвертый МДП- транзистор 4, а значит, и через первый 1 и дев тый 9 МДП-транзисторы. В это же врем  значительно возрастает ток через восьмой МДП-транзистор 8, а значит, и через п тый 5 и дес тый 10 МДП-транзисторы. Это приводит к тому, что третий МДП-транзистор 3 закрываетс , а затвор второго МДП- транзистора 2 по мере зар да его входной емкости током дес того МДП- транзистора 10 быстро подт гиваетс  к потенциалу затвора шестого МДП- транзистора 6, что приводит к зар ду емкости нагрузки операционного усили

5

Q

c п

35 40 45 50 ,-с

30

тел  большим током, протекающим п это врем  через второй МДП-транзистор 2. По мере зар да емкости нагрузки в случае соединени  выхода устройства с его инвертирующим входом умень- шаетс  напр жение между входами операционного усилител , что приводит к выходу из насыщени  входного дифференциального каскада 1 и отпиранию третьего МДП-транзистора 3, т.е. в этот период времени оказываютс  открытыми совместно третий 3 и седьмой 7 МДП-транзисторы, обеспечива  низкий импеданс на затворах второго 2 и шестого 6 МДП-транзисторов, а значит обеспечиваетс  широка  полоса пропускани  устройства, необходима  дл  быстрого установлени  выходного напр жени  до уровн  0,01% от номинального выходного напр жени . При подаче на входы устройства большого положительного напр жени  устройство работает аналогично. В отличие от устройства-прототипа в предлагаемом устройстве перезар д входных емкостей второго 2 и шестого 6 МДП-транзисто- ров производитс  током стоков соответственно дес того 10 и дев того 9 МДП-транзисторов. Это позвол ет не использовать резистор между затворами второго 2 и шестого 6 МДП-транзисторов и, таким образом, повысить нагрузочную способность устройства при сниженной мощности потреблени  в статике .

Источник 2 опорного напр жени  ра-- ботает следующим образом.

Ток через резистор 21 определ етс  разностью между напр жени ми источника питани  и суммой пороговых напр жений одиннадцатого 15, тринадцатого 17, четырнадцатого 18 и шестнадцатого 20 МДП-Транзисторов, деленной на значение сопротивлени  резистора 21. При этом дл  нормальной работы источника 12 необходимо, чтобы отношение ширины к длине канала двенадцатого 1Ь и п тнадцатого 19 МДП-транзисторов было несколько меньше отношени  ширины к длине канала соответственно одиннадцатого 15 и четырнадцатого 18 МДП- транзисторов, т.е., должно выполн тьс  соотношение

Щ. к I , L; К Ц

где W; - ширина i,j-ro МДП-транзистора ;

Ч К

длина канала i,j-ro МДПтранзистора ,

коэффициент, оптимальное

значение которого лежит в

пределах 0,5-0,9.

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным, обладает повышенной нагрузочной способностью при сниженной мощности потреблени .

Claims (2)

1. Операционный усилитель, содержащий входной дифференциальный каскад , выполненный на первом и втором входных МДП-транзисторах, имеющих первый тип, истоки которых соединены и подключены к выходу источника тока, вывод питани  которого подключен к первой шине источника питани , сток первого входного МДИ-транзисто- ра соединен с входом отражател  тока , выполненного на двух ПДП-транзис торах, имеющих второй тип, при этом вывод питани  отражател  тока соединен с второй шиной источника питани  а выход  вл етс  первым выходом, а сток второго входного МДП-транзисто- ра - вторым выходом входного дифференциального каскада, а также первый , второй, третий и четвертый МДП- транзисторы, имеющие первый тип, и п тый, 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 напр жени , а сток - к второй шине источника питани  и истокам п того, шестого и восьмого МДП-тран- зисторов, второй выход входного дифференциального каскада подключен к стоку и затвору восьмого МДП-транзис- тора и затвору п того ПДП-транзисто-

,

10

15

20

25

30

35

40

45

50

ра, сток которого соединен с затвором шестого МДП-транзистора и истокам седьмого МДП-транзистора, затвор которого подключен к второму выходу источника опорного напр жени , а . сток - к первой шине источника питани  и к истокам первого, второго и четвертого МДП-транзисторов, при этом стоки второго и шестого МДП-тран- зисторов соединены и  вл ютс  выходом операционного усилител , отличающийс  тем, что, с целью повышени  нагрузочной способности, введены дев тый МДП-транзнстор, имеющий первый тип, и дес тый МДП-тран- зистор, имеющий второй тип, истоки которых соединены соответственно с первой и второй шинами источника питани , затворы - с затворами первого и п того МДЛ-транзисторов,а стоки - со стоками п того и первого МДП-тран- зисторов соответственно.

2. Усилитель по п. 1, о т л и - чающий с   тем, что источник опорного напр жени  содержит одиннадцатый , двенадцатый,тринадцатый МДП-транзисторы, имеющие первый тип, и четырнадцатый, п тнадцатый, шестнадцатый МДП-транзисторы, имеющие второй тип, и резистор, причем истоки одиннадцатого и двенадцатого МДП-транзисторов подключены к первой шине источника питани , затворы соединены и подключены к стокам одиннадцатого и п тнадцатого МДП-транзисторов и к истоку тринадцатого МДП-транзистора, соединенные затвор и сток которого  вл ютс  первым выходом источника опорного напр жени  и через резистор подключены к соединенным затвору и стоку шестнадцатого МДП-транзистора, которые  вл ютс  вторым выходом источника опорного напр жени , исток шестнадцатого МДП-транзистора подключен к стокам четырнадцатого и двенадцатого МДП- транзисторов и затворам четырнадцатого и п тнадцатого МДП-транэисторов, истоки которых соединены с второй шиной источника питани .