WO1997033365A1

WO1997033365A1 - Operationsverstärker

Info

Publication number: WO1997033365A1
Application number: PCT/IB1997/000193
Authority: WO
Inventors: Peter Wiese; Burkhard Dick
Original assignee: Philips Electronics N.V.; Philips Patentverwaltung Gmbh
Priority date: 1996-03-05
Filing date: 1997-03-03
Publication date: 1997-09-12
Also published as: CN1189932A; US5936468A; CN1079611C; KR19990008323A; JPH11504791A; EP0830730A1

Abstract

Beschrieben wird ein Operationsverstärker mit zwei Differenzverstärkern, von denen einer unmittelbar und der zweite über zwei Potentialschiebeelemente ausgesteuert wird. Von gemeinsamen differentiellen Stromausgangsknoten der Differenzverstärker werden Ströme abgegriffen und mittels einer Steuerstufe an einen Ausgang des Operationsverstärkers als Stromdifferenz gespiegelt. Dadurch wird ein großer Aussteuerungsbereich für Eingang und Ausgang bei niedriger Versorgungsspannung erhalten. Der Operationsverstärker weist außerdem einen hochohmig schaltbaren Ausgang auf und ist mit geringem Schaltungsaufwand aufzubauen.

Description

Operationsverstärker

Die Erfindung bezieht sich auf einen Operationsverstärker.

Aus der DE-OS 30 27 071 ist ein Transistorverstärker mit zwei emittergekoppelten NPN-Transistorpaaren bekannt. In die gemeinsame Emitterzuleitung jedes der Transistorpaare ist je eine Konstantstromquelle geschaltet, d.h. eine Gleichstromqeulle, deren Strom unabhängig von der Spannung an den Basiselektroden des zugeordneten Transistorpaares ist. Der andere Anschluß der Konstantstromquelle ist mit Masse verbunden. Die Kollektorelektrode eines ersten Transistors des ersten Transistorpaares ist mit der Kollektorelektrode eines ersten Transistors des zweiten Transistorpaares verbunden. Entsprechend sind die Kollektorelektroden der zweiten Transistoren der Transistorpaare miteinander verbunden. Die gemeinsamen Kollektoranschlüsse sind über je einen Widerstand mit der positiven Speisespannung verbunden und bilden gleichzeitig die Ausgangsklemmen der Verstärkerschaltung. Ferner ist die Basiselektrode des ersten Transistors des ersten Transistorpaares mit der Basiselektrode des ersten Transistors des zweiten Trans istorpaares über eine Gleichspannungsquelle verbunden. Entsprechend sind die Basiselektroden der zweiten Transistoren der Transistorpaare miteinander über eine weitere Gleichspannungsquelle verbunden. Diese beiden Gleichspannungsquellen, die für Wechselstromsignale einen Kurzschluß darstellen, liefern die gleiche Spannung mit einer solchen Polarität, das die Basis des ersten Transistors des zweiten Transistorpaares positiver ist als die Basis des ersten Transistor des ersten Transistorpaares und daß die Basis des zweiten Transistors des ersten Transistorpaares positiver ist als die Basis des zweiten Transistors des zweiten Transistorpaares. Außerdem sind die Basiselektroden des ersten Transistors des ersten Transistorpaares und des zweiten Transistors des zweiten Transistorpaares an eine niederohmige Signalquelle angeschlossen. Alle Transistoren haben die gleichen Kennlinien. Durch eine Wahl des Gleichstroms des zweiten Transistors des ersten Transistorpaares und des ersten Transistors des zweiten Transistorpaares auf das Drei- bis Zehnfache des Gleichstroms der übrigen Transistoren werden besonders geringe nichtlineare Verzerrungen erreicht. Aus der DE-PS 33 23 277 ist ein Stromverstärker bekannt, der eine sogenannte Spannungs-Strom-Umsetzschaltung mit einem Differenzeingang und einem Differenzausgang sowie zwei Stromquellen umfaßt, die jeweils gleiche Ströme liefern. Die Spannungs-Strom-Umsetzschaltung weist einen Widerstand auf, der an den Ausgangsanschlüssen der Stromquellen angeschlossen ist. PNP-Transistoren sind mit ihren Emittern an den Verbindungspunkten zwischen den Ausgangsanschlüssen der Stromquellen und dem Widerstand angeschlossen; sie setzen die von zwei Eingangsanschlüssen hergeführte Spannung in einen Strom um. Die Basen zweiter NPN-Transistoren sind mit diesen Eingangsanschlüssen verbunden, während die Emitter der betreffenden Transistoren mit den Basen der oben genannten PNP-Transistoren verbunden sind. Die letztgenannten PNP- Transistoren wirken als Emitterfolger, welche die NPN-Transistoren ansteuern. Letztere geben Kollektorausgangsströme ab. Darüber hinaus sind zwei weitere PNP-Transistoren mit ihren Basen an den Eingangsanschlüssen angeschlossen; sie bilden eine erste Startschaltung. Die Emitter dieser weiteren PNP-Transistoren sind mit den Verbindungspunkten zwischen den Widerstand und den Emitterelektroden der erstgenannten PNP-Transistoren angeschlossen, während die Kollektoren der betreffenden Transistoren mit den Kollektoren der erstgenannten PNP-Transistoren verbunden sind. Die weiteren PNP-Transistoren werden dabei nicht im Dauerbetrieb der Schaltung betrieben, sondern sie werden lediglich zum Zeitpunkt der Inbetriebsetzung betrieben, beispielsweise dann, wenn der Spannungsversorgungs- bzw. Netzschalter betätigt wird.

Mit einer solchen Schaltung soll ein Stromverstärker geschaffen werden, bei dem die Effekte des Basisstroms eines Transistorpaares mit gemeinsamem Emitter in einer Multiplizierschaltung eliminiert werden können, um die Linearität und die Genauigkeit des Multiplikatinsfaktors der betreffenden Schaltung zu verbessern.

Aus dem Aufsatz "1-V Operational Amplifier with Rail-to-Rail Input and Output Ranges" von Jeroen Fondrie in IEEE Journal of Solid-State Circuits, Band 24, Heft 6, vom Dezember 1989, Seiten 1551 bis 1559, ist ein bipolarer Operationsverstärker bekannt, dessen Eingangs- und Ausgangs-Aussteuerbereiche sehr nahe an die Potentiale der Stromversorgungsanschlüsse heranreichen. Der dort gezeigte Operationsverstärker ist für Versorgungsspannungen bis herab zu einem Volt geeignet. Insbesondere soll die Ausgangsspannung sich dem Potential der Versorgungsspannungsanschlüsse bis auf einen Wert innerhalb 100 mV nähern können. Dieser Operationsverstärker weist zwei zueinander komplementäre Eingangsstufen auf, von denen die erste ein emittergekoppeltes Transistorenpaar vom NPN-Leitungstyp und die zweite ein ebenso gekoppeltes Transistorenpaar vom PNP-Leitungstyp aufweist. Die Kollektoranschlüsse der Transistoren der beiden Transistorenpaare sind mit einem Summierschaltkreis zur Bildung eines Ausgangsstromes verbunden. Beiden emittergekoppelten Transistorenpaaren werden an ihren Basisanschlüssen die Spannungen von zwei Gegentakt-Eingangsanschlüssen zugeleitet, und zwar über Pegelschiebewiderstände zwischen den Gegentakt-Eingangsanschlüssen und den Basisanschlüssen der Transistoren. Insgesamt sind vier Pegelschiebewiderstände vorgesehen, und zwar je einer zwischen dem nicht invertierenden Gegentakt-Eingangsanschluß und dem Basisanschluß je eines ersten der Transistoren der emittergekoppelten Paare und zwei weitere Anschlüsse zwisen dem invertierenden Gegentakt-Eingangsanschluß und den beiden übrigen Basisanschlüssen. Die vier Pegelschiebewiderstände werden durch vier Stromquellen aktiviert. Da mit aktivierter Pegelverschiebung die Gegentakt-Eingangsanschlüsse nicht mehr das Potential des positiven bzw. des negativen Versorgungsspannungsanschlußes erreichen können, sind die Stromquellen von der Gleichtakt-Eingangsspannung abhängig gesteuert. Die Stromquellen geben dabei ihren maximalen Strom ab, wenn sich die Gleichtakt- Eingangsspannung in der Mitte ihres Aussteuerungsbereiches befindet, und der Strom der Stromquellen nimmt den Wert Null an, wenn die Gleichtakt-Eingangsspannung sich dem Pegel eines der beiden Versorgungsspannungsanschlüsse nähert. Zum Erreichen dieses Effektes ist eine sehr aufwendige Schaltungsanordnunganordnung nötig.

Die Erfindung hat die Aufgabe, einen Operationsverstärker zu schaffen, der bei niedriger Versorgungsspannung betrieben werden kann, einen großen Aussteuerungsbereich für Eingangsspannung und Ausgangsspannung aufweist, einen hochohmig schaltbaren Ausgang besitzt und mit geringem Schaltungsaufwand aufgebaut werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen Operationsverstärker mit - einem ersten Differenzverstärker, der ein erstes emittergekoppeltes Paar aus einem ersten und einem zweiten bipolaren Transistor vom NPN-Leitungstyp umfaßt, wobei ein Basisanschluß des ersten Transistors mit einem ersten Eingangsanschluß des Operationsverstärkers und ein Basisanschluß des zweiten Transistors mit einem zweiten Eingangsanschluß des Operationsverstärkers verbunden ist, einem zweiten Differenzverstärker, der ein zweites emittergekoppeltes Paar aus einem dritten und einem vierten bipolaren Transistor vom NPN-Leitungstyp umfaßt, wobei ein Basisanschluß des dritten Transistors über ein erstes Potentialschiebeelement an den ersten Eingangsanschluß und ein Basisanschluß des vierten Transistors über ein zweites Potentialschiebeelement an den zweiten Eingangsanschluß geführt ist und die Potentialschiebeelemente derart ausgebildet sind, daß im Betrieb die Potentiale an den Basisanschlüssen des dritten bzw. vierten Transistors um einen vorgegebenen Betrag höher sind als die Potentiale am ersten bzw. zweiten Eingangsanschluß, einem ersten differentiellen Stromausgangsknoten, an dem je ein

Kollektoranschluß des ersten und des dritten Transistors miteinander verbunden sind, einem zweiten differentiellen Stromausgangsknoten, an dem je ein Kollektoranschluß des zweiten und des vierten Transistors miteinander verbunden sind, einer Steuerstufe, deren Eingänge von den Stromausgangsknoten gebildet werden, wobei die Steuerstufe zum Bilden von Steuerströmen aus den Strömen an ihren Eingängen eingerichtet ist und zwei Ausgänge zum Abgeben der Steuerströme aufweist, und einer Ausgangsstufe mit zwei bipolaren Ausgangstransistoren zueinander entgegengesetzten Leitungstyps, deren Kollektor-Emitter-Strecken miteinander in Reihe verbunden sind, wobei je einer der Ausgänge der Steuerstufe mit je einem Basisanschluß der Ausgangstransistoren verbunden ist und die Verbindung der Kollektor-Emitter-Strecken der Ausgangstransistoren einen

Ausgang des Operationsverstärkers bildet.

Der erfindungsgemäße Operationsverstärker weist bei niedriger Versorgungsspannung und großen Aussteuerungsbereichen für Eingangsspannung und Ausgangsspannung eine gute Linearität auf, da beide Differenzverstärker aus Transistoren vom gleichen Leitungstyp gebildet sind. Da bei bevorzugten Herstellungsverfahren Transistoren vom NPN-Leitungstyp in der Regel einen höheren Stromverstärkungsfaktor aufweisen als Transistoren vom PNP-Leitungstyp, werden auch mit geringem Aufwand gute Werte für den gesamten Verstärkungsfaktor des Operationsverstärkers erhalten. Die verwendeten Potentialschiebeelemente kommen beim erfindungsgemäßen Operationsverstärker ohne aufwendige Schaltungen für Stromspeisung und Potentialsteuerung aus. Die Potentialschiebeelemente werden gemäß einer Weiterbildung der Erfindung durch je einen Transistor vom PNP-Leitungstyp gebildet, deren Basisanschlüsse mit den zugehörigen Eingangsanschlüssen des Operationsverstärkers und deren Emitteranschlüsse mit den zugehörigen Basisanschlüssen des dritten bzw. vierten Transistors verbunden sind und deren Basis-Emitter-Strecken im Betrieb in Flußrichtung vorgespannt werden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Operationsverstärkers umfaßt die Steuerstufe zu jedem Stromausgangsknoten eine

Stromspiegelanordnung derart, daß die Steuerströme als Differenz je zweier Ströme gebildet werden, die aus den Strömen an den Eingängen der Steuerstufe durch Stromspiegelung abgeleitet werden. Diese Art der Ausbildung der Steuerstufe erlaubt sowohl eine lineare Übertragung als auch den Einsatz bei sehr geringen Versorgungsspannungen.

Die einzige Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Operationsverstärkers. Dieser umfaßt einen ersten Differenzverstärker mit einem ersten bipolaren Transistor 1 und einem zweiten bipolaren Transistor 2, die beide vom NPN-Leitungstyp sind und ein erstes emittergekoppeltes Paar bilden. Ein zweiter Differenzverstärker des dargestellten Operationsverstärkers umfaßt ein zweites emittergekoppeltes Paar aus einem dritten bipolaren Transistor 3 und einem vierten bipolaren Transistor 4, die ebenfalls beide vom NPN-Leitungstyp sind. Ein Basisanschluß des ersten Transistors 1 ist mit einem ersten Eingangsanschluß 5 des Operationsverstärkers verbunden. Dieser erste Eingangsanschluß 5 bildet einen nicht invertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers. Ein zweiter Eingangsanschluß 6 des Operationsverstärkers, der einen invertierenden Eingang des Operationsverstärkers darstellt, ist mit einem Basisanschluß des zweiten Transistors 2 verbunden.

Beim zweiten Differenzverstärker ist ein Basisanschluß des dritten Transistors 3 über ein erstes Potentialschiebeelement 7 mit dem ersten Eingangsanschluß 5 verbunden. Entsprechend ist ein Basisanschluß des vierten Transistors 4 über ein zweites Potentialschiebeelement 8 mit dem zweiten Eingangsanschluß 6 verbunden. Beide Potentialschiebeelemente 7, 8 werden durch je einen Transistor vom PNP-Leitungstyp gebildet, und zwar insbesondere durch deren Basis-Emitter-Strecken, so daß die Basisanschlüsse dieser PNP-Transistoren mit den zugehörigen Eingangsanschlüsseή des Operationsverstärkers und die Emitteranschlüsse der PNP-Transistoren mit den zugehörigen Basisanschlüssen des dritten bzw. vierten Transistors 3 bzw. 4 verbunden sind. Im Betrieb sind die Basis-Emitter-Strecken der PNP-Transistoren in Flußrichtung vorgespannt, so daß die Potentiale an den Basisanschlüssen des dritten bzw. vierten Transistors 3 bzw. 4 um einen vorgegebenen Betrag höher sind als die Potentiale am ersten bzw. zweiten Eingangsanschluß 5 bzw. 6. Zu diesem Zweck werden die Potentialschiebeelemente 7, 8 emitterseitig über je eine Stromquelle 9 bzw. 10 gespeist.

Der erste und der dritte Transistor 1 , 3 sind mit ihren

Kollektoranschlüssen an einem ersten differentiellen Stromausgangsknoten 11 verbunden, und entsprechend sind der zweite und der vierte Transistor 2, 4 mit ihren Kollektoranschlüssen an einem zweiten differentiellen Stromausgangsknoten 12 verbunden. Emitterseitig ist das erste emittergekoppelte Paar 1, 2 über eine dritte Stromquelle 13 und das zweite emittergekoppelte Paar 3, 4 über eine vierte Stromquelle 14 mit einem ersten Strom Versorgungsanschluß 15, hier Masse, verbunden. Mit Masse 15 sind außerdem Kollektoranschlüsse der Potentialschiebeelemente 7, 8 verbunden. Ein zweiter Stromversorgungsanschluß 16, der eine gegenüber Masse 15 positive Versorgungsspannung führt und daher im folgenden als Pluspol bezeichnet werden soll, ist mit je einem Anschluß der ersten und der zweiten Stromquelle 9, 10 verbunden, wobei dies die den Potentialschiebeelementen 7, 8 abgewandten Anschlüsse der Stromquellen 9, 10 sind.

Der in der Figur dargestellte Operationsverstärker enthält weiterhin eine Steuerstufe, deren Eingänge von den Stromausgangsknoten 11, 12 gebildet werden. Diese Steuerstufe umfaßt einen ersten Stromspiegel aus einem ersten Stromspiegeltransistor 17 und einem zweiten Stromspiegeltransistor 18, einen zweiten Stromspiegel aus einem dritten, vierten und fünften Stromspiegeltransistor 19, 20, 21 und einen dritten Stromspiegel aus einem sechsten, siebten und achten Stromspiegeltransistor 22, 23, 24. Der erste und der zweite Stromspiegel bilden zusammen eine erste Stromspiegelanordnung, mit der aus dem Strom an ihrem Eingang, der durch den ersten Stromausgangsknoten 11 gebildet ist, ein erster und ein zweiter Strom an je einem Kollektoranschluß des vierten und des fünften Stromspiegel transistors 20, 21 durch Stromspiegelung abgeleitet werden.

Entsprechend bildet der dritte Stromspiegel eine zweite Stromspiegelanordnung, mit der aus dem Strom am zweiten Stromausgangsknoten 12 ein dritter und ein vierter Strom in Kollektoranschlüssen des siebten bzw. des achten Stromspiegeltransistors 23 bzw. 24 durch Stromspiegelung abgeleitet werden kann. Der zweite differentielle Stromausgangsknoten 12 bildet dazu den Eingang dieser zweiten Stromspiegelanordnung 22, 23, 24.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind der erste, zweite, sechste, siebte und achte Stromspiegeltransistor 17, 18, 22, 23, 24 emitterseitig mit dem Pluspol 16, der dritte, vierte und fünfte Stromspiegeltransistor emitterseitig mit Masse 15 verbunden. Basis- und Kollektoranschlüsse des ersten, dritten und sechsten Stromspiegeltransistors 17, 19, 22 sind jeweils miteinander verbunden, und die Basisanschlüsse der Stromspiegeltransistoren jedes der drei Stromspiegel sind jeweils untereinander in üblicher Weise verbunden. Die verbundenen Basis- und Kollektoranschlüsse des ersten und des sechsten Stromspiegeltransistors 17 bzw. 22 sind mit dem ersten bzw. dem zweiten Stromausgangsknoten 11 bzw. 12 verbunden. In einem ersten Ausgang der die drei

Stromspiegel 17 bis 24 umfassenden Steuerstufe sind die Kollektoranschlüsse des vierten und des siebten Stromspiegeltransistors miteinander verbunden; dieser erste Ausgang der Steuerstufe trägt das Bezugszeichen 25. Ein zweiter Ausgangs 26 der Steuerstufe verbindet die Kollektoranschlüsse des fünften und des achten Stromspiegeltransistors miteinander. Außerdem sind die Kollektoranschlüsse des zweiten und des dritten

Stromspiegeltransistors 18, 19 miteinander in einem Verbindungspunkt 27 verbunden.

Der Operationsverstärker nach dem gezeigten Ausführungsbeispiel umfaßt außerdem eine Ausgangsstufe mit zwei bipolaren Ausgangstransistoren 30, 31. Der erste dieser Ausgangstransistoren mit dem Bezugszeichen 30 ist vom PNP-Leitungstyp, der zweite Ausgangstransistor 31 vom (entgegengesetzten) NPN-Leitungstyp. Die Kollektor-Emitter- Strecken der Ausgangstransistoren 30, 31 sind miteinander in Reihe verbunden, und zwar über ihre Kollektoranschlüsse, die außerdem mit einem Ausgang 32 des Operationsverstärkers verbunden sind. Vom Ausgang 32 ist je eine Kapazität 28 bzw. 29 an den ersten bzw. den zweiten Ausgang 25 bzw. 26 der Steuerstufe geführt. Emitterseitig ist der erste Ausgangstransistor 30 mit dem Pluspol 16 und der zweite Ausgangstransistor 31 mit Masse 15 verbunden. Ein Basisanschluß des ersten Ausgangstransistors 30 ist mit dem zweiten Ausgang 26, ein Basisanschluß des zweiten Ausgangstransistors 31 mit dem ersten Ausgang 25 der Steuerstufe verbunden. Der vorliegende Operationsverstärker verwendet zwei Differenz Verstärker 1, 2 und 3, 4 vom NPN-Leitungstyp in seinem Eingangsbereich. Beide Differenzverstärker arbeiten auf die gemeinsamen Stromausgangsknoten 11, 12. Von den als Eingangsstufen dienenden Differenzverstärkern dient der erste aus dem ersten und dem zweiten Transistor 1, 2 zur Übertragung insbesondere des oberen Bereiches der

Gleichtakteingangsspannung; entsprechend deckt der zweite Differenzverstärker 3, 4 als Eingangsstufe den unteren Bereich der Gleichtakteingangsspannung ab. Durch die Potentialschiebeelemente 7, 8 wird dabei ermöglicht, daß der zweite Differenzverstärker 3, 4 mit Spannungen von wenigstens nahezu Null gegenüber Masse 15 an den Eingangsanschlüssen 5, 6 arbeiten kann; die Potentialschiebeelemente erhöhen die Spannungen an den Basisanschlüssen des dritten und des vierten Transistors 3, 4 dazu gegenüber den Spannungen an den Eingangsanschlüssen 5 bzw. 6 um jeweils eine Diodenfluß Spannung, die auch zwischen dem Basis- und dem Emitteranschluß jedes der Transistoren 3, 4 des zweiten Differenzverstärkers im Betrieb auftritt. Entsprechend sind die von der ersten und der zweiten Stromquelle 9, 10 abzugebenden Konstantströme zu wählen.

Der Strom vom ersten differentiellen Stromausgangsknoten 11 , der Differenzverstärker 1 bis 4 wird über den ersten Stromspiegel 17, 18 auf den Verbindungspunkt 27 und von dort über den zweiten Stromspiegel 19 bis 21 auf die Ausgänge 25, 26 der Steuerstufe gespiegelt. Vom zweiten differentiellen

Stromausgangsknoten 12 wird der Strom über den dritten Stromspiegel 22 bis 24 ebenfalls an die Ausgänge 25, 26 gespiegelt. An jedem der Ausgänge 25, 26 der Steuerstufe entsteht somit eine Differenz von Strömen, die aus den Strömen an den Stromausgangsknoten 11, 12 abgebildet werden. Diese Stromdifferenzen dienen zur Steuerung der Ausgangstransistoren 30, 31 , welche eine Stromverstärkung der Differenzströme an den Ausgängen 25, 26 bewirken und diese verstärkten Ströme, wiederum als Differenz am Ausgang 32 des Operationsverstärkers zur Verfügung stellen. Der erfindungsgemäße Operationsverstärker dient bevorzugt der Schaffung eines großen Aussteuerungsbereiches seiner Eingangs- und Ausgangsspannungen. Dieses Hauptziel wird mit geringem Schaltungsaufwand erreicht, wozu auch die Zusammenfassung der Kollektoranschlüsse der Transistoren der Differenzverstärker in nur zwei differentiellen Stromausgangsknoten beiträgt. Die Gleichtakteingangsspannung und die Gleichtaktausgangsspannung decken wenigstens nahezu den gesamten Versorgungsspannungsbereich zwischen den Potentialen am Pluspol und an Masse ab. Dabei wird eine einwandfreie Funktion auch mit sehr geringen Versorgungsspannungen, beispielsweise von 1,3 V zwischen Pluspol und Masse, erreicht.

Mit dem erfindungsgemäßen Operationsverstärker kann bevorzugt eine Kapazitätsdiode, mit der ein Oszillator über einen möglichst großen Frequenzbereich nachgeregelt werden soll, angesteuert werden. Für diesen Zweck kann auf zusätzliche

Elemente zur Linearisierung des funktioneilen Zusammenhangs zwischen Eingangsspannung und Ausgangsspannung verzichtet werden. Dieser und den vorstehend beschriebenen Vereinfachungen des Schaltungsaufbaus wird dadurch kein Abbruch getan, daß zum Erreichen einer korrekten Funktionsfähigkeit über den gesamten Aussteuerungsbereich zwischen den Potentialen von Pluspol und Masse die Differenzverstärker aus getrennten Konstantstromquellen, im gezeigten Beispiel den Stromquellen 13, 14 gespeist werden.

Für die Verwendung zur Aussteuerung einer Kapazitätsdiode ist es bei dem erfindungsgemäßen Operationsverstärker weiterhin vorteilhaft, daß der Ausgang 32 im stromlosen, ausgeschalteten Zustand hochohmig wird. Wenn dem Ausgang 32 ein passiver Tiefpaß nachgeschaltet wird, über den die Kapazitätsdiode angesteuert wird, können Operationsverstärker und Tiefpaß ohne zusäztlichen Aufwand als Abtast- und -Halteschaltung für die Abstimmspannung der Kapazitätsdiode arbeiten.

Der erfindungsgemaße Operationsverstärker ist bevorzugt einsetzbar in einem Oszillator für einen Funkrufempfänger (Pager).

Die im Ausführungsbeispiel gezeigte Schaltungsanordnung für den erfmdungsgemäßen Operationsverstärker weist im mittleren Eingangsspannungsbereich eine gegenüber dessen Randbereichen verdoppelte Steilheit auf. Um diese Steilheitserhöhung zu vermeiden, kann eine Stromumschaltung zwischen den beiden Differenzverstärkern vorgesehen werden, bei der nur jeweils eine der den Differenzverstärkern zugeordneten Stromquellen wirksam ist. Auf diese Weise kann die Steilheit über den gesamten Eingangsspannungsbereich konstant gehalten werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Operationsverstärker mit einem ersten Differenzverstärker, der ein erstes emittergekoppeltes Paar aus einem ersten und einem zweiten bipolaren Transistor vom NPN-Leitungstyp umfaßt, wobei ein Basisanschluß des ersten Transistors mit einem ersten Eingangsanschluß des Operationsverstärkers und ein Basisanschluß des zweiten

Transistors mit einem zweiten Eingangsanschluß des Operationsverstärkers verbunden ist, einem zweiten Differenzverstärker, der ein zweites emittergekoppeltes Paar aus einem dritten und einem vierten bipolaren Transistor vom NPN-Leitungstyp umfaßt, wobei ein Basisanschluß des dritten Transistors über ein erstes

Potentialschiebeelement an den ersten Eingangsanschluß und ein Basisanschluß des vierten Transistors über ein zweites Potentialschiebeelement an den zweiten Eingangsanschluß geführt ist und die Potentialschiebeelemente derart ausgebildet sind, daß im Betrieb die Potentiale an den Basisanschlüssen des dritten bzw. vierten Transistors um einen vorgegebenen Betrag höher sind als die Potentiale am ersten bzw. zweiten Eingangsanschluß, einem ersten differentiellen Stromausgangsknoten, an dem je ein Kollektoranschluß des ersten und des dritten Transistors miteinander verbunden sind, - einem zweiten differentiellen Stromausgangsknoten, an dem je ein

Kollektoranschluß des zweiten und des vierten Transistors miteinander verbunden sind, einer Steuerstufe, deren Eingänge von den Stromausgangsknoten gebildet werden, wobei die Steuerstufe zum Bilden von Steuerströmen aus den Strömen an ihren Eingängen eingerichtet ist und zwei Ausgänge zum Abgeben der

Steuerströme aufweist, und einer Ausgangsstufe mit zwei bipolaren Ausgangstransistoren zueinander entgegengesetzten Leitungstyps, deren Kollektor-Emitter-Strecken miteinander in Reihe verbunden sind, wobei je einer der Ausgänge der Steuerstufe mit je einem Basisanschluß der Ausgangstransistoren verbunden ist und die Verbindung der Kollektor-Emitter-Strecken der Ausgangstransistoren einen Ausgang des Operationsverstärkers bildet.

2. Operationsverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentialschiebeelemente durch je einen Transistor vom PNP-Leitungstyp gebildet werden, deren Basisanschlüsse mit den zugehörigen Eingangsanschlüssen des Operationsverstärkers und deren Emitteranschlüsse mit den zugehörigen Basisanschlüssen des dritten bzw. vierten Transistors verbunden sind und deren Basis-Emitter-Strecken im Betrieb in Flußrichtung vorgespannt werden.

3. Operationsverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerstufe zu jedem Stromausgangsknoten eine Stromspiegelanordnung derart umfaßt, daß die Steuerströme als Differenz je zweier Ströme gebildet werden, die aus den Strömen an den Eingängen der Steuerstufe durch Stromspiegelung abgeleitet werden.

4. Oszillator mit einer Kapazitätsdiode, gekennzeichnet durch einen Operationsverstärker nach Anspruch 1 , 2 oder 3 zum Beaufschlagen der Kapazitätsdiode mit einer Abstimmspannung.

5. Funkrufempfänger (Pager), gekennzeichnet durch einen Oszillator mit einem Operationsverstärker nach Anspruch 4.