операционный усилитель
Классы МПК: | H03F3/45 дифференциальные усилители H03F3/50 усилители, в которых входной сигнал подается на полное сопротивление, являющееся общим как для входной, так и для выходной цепей усилительного элемента, или усилители, в которых выходной сигнал снимается с полного сопротивления, например катодный повторитель |
Автор(ы): | Прокопенко Н.Н. (RU), Никуличев Н.Н. (RU) |
Патентообладатель(и): | Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2003-05-07 публикация патента:
20.08.2004 |
Изобретение относится к радиотехнике и связи для использования в аналоговых микросхемах различного применения. Технический результат заключается в расширении диапазона активной работы и повышении быстродействия в нелинейных режимах. Устройство содержит входной дифференциальный каскад 1 с расширенным диапазоном активной работы, выходы которого подключены ко входам усилителей тока (УТ) 4, 5, параллельно включенные составные эмиттерные повторители (СЭП) 6, 7, включающие входные транзисторы (Т) 8, 9 и выходные Т 10, 11 разного типа проводимости, а также управляемые источники тока (УИТ) 12, 13 в эмиттерной цепи Т 8, 9, базы которых подключены к объединенным выходам УТ 4, 5, а также дополнительные n-р-n и р-n-р Т 14, 15, эмиттеры которых через резисторы 16, 17 соединены с эмиттерами Т 10, 11 СЭП 6, 7, базы подключены к точке соединения выходов УТ 4, 5, а коллекторы соединены с управляющими входами УИТ 12, 13 в эмиттерной цепи Т 8, 9 СЭП 6, 7. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Формула изобретения
1. Операционный усилитель, содержащий входной дифференциальный каскад с расширенным диапазоном активной работы, выходы которого подключены ко входам первого и второго усилителей тока, первый и второй параллельно включенные составные эмиттерные повторители, включающие соответственно первый и второй входные и первый и второй выходные транзисторы разного типа проводимости, а также первый и второй управляемые источники тока в эмиттерной цепи первого и второго входных транзисторов, базы которых подключены к выходам первого и второго усилителей тока, отличающийся тем, что введены первый и второй дополнительные n-р-n и р-n-р транзисторы, эмиттеры которых через дополнительные резисторы соединены с эмиттерами выходных транзисторов составных эмиттерных повторителей, базы подключены к точке соединения выходов первого и второго усилителей тока, а коллекторы соединены с управляющими входами первого и второго управляемых источников тока в эмиттерной цепи первого и второго входных транзисторов составных эмиттерных повторителей.2. Операционный усилитель по п.1, отличающийся тем, что входы первого и второго управляемых источников тока в эмиттерной цепи первого и второго входных транзисторов соединены со входами первого и второго усилителей тока.3. Операционный усилитель по любому пп.1 и 2, отличающийся тем, что базы первого и второго дополнительных транзисторов подключены к объединенным выходам первого и второго усилителей тока через первый и второй согласующие эмиттерные повторители.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области радиотехники и связи, а более конкретно к устройствам усиления сигналов широкого динамического диапазона, и может быть использовано при разработке аналоговых микросхем различного применения.Известны операционные усилители (ОУ), имеющие повышенное быстродействие, но имеющие более низкую статическую точность и более высокое энергопотребление [1].Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является операционный усилитель, приведенный в [2]. На фиг.1 приведена упрощенная структурная схема прототипа, содержащая входной дифференциальный каскад ДК с расширенным диапазоном активной работы, выходы которого подключены ко входам первого ПТ1 и второго ПТ2 усилителей тока, первый ЭП1 и второй ЭП2 параллельно включенные составные эмиттерные повторители, включающие соответственно первый VT1 и второй VT3 входные и третий VT2 и четвертый VT4 выходные транзисторы разного типа проводимости, а также первый УИТ1 и второй УИТ2 управляемые источники тока в эмиттерной цепи первого и второго входных транзисторов, базы которых подключены к точке соединения выходов первого и второго усилителей тока.Недостатком прототипа является более низкая скорость нарастания выходного напряжения и статическая точность.Целью настоящего изобретения является расширение диапазона активной работы операционного усилителя и, как следствие, повышение быстродействия в нелинейных режимах.Указанная цель достигается тем, что в схеме прототипа, содержащей входной дифференциальный каскад с расширенным диапазоном активной работы, выходы которого подключены ко входам первого ПТ1 и второго ПТ2 усилителей тока, первый ЭП1 и второй ЭП2 параллельно включенные составные эмиттерные повторители, включающие соответственно первый VT1 и второй VT2 входные и третий VT3 и четвертый VT4 выходные транзисторы разного типа проводимости, а также первый УИТ1 и второй УИТ2 управляемые источники тока в эмиттерной цепи первого VT1 и второго VT2 входных транзисторов, базы которых подключены к точке соединения выходов первого ПТ1 и второго ПТ2 усилителей тока, для повышения быстродействия в нелинейных режимах введены первый и второй дополнительные n-р-n и р-n-р транзисторы, эмиттеры которых соединены с эмиттерами выходных транзисторов составных эмиттерных повторителей, базы подключены к точке соединения выходов усилителей тока, а коллекторы соединены с управляющими входами первого (Вх.уит.1) и второго (Вх.уит.2) управляемых источников тока в эмиттерной цепи первого и второго входных транзисторов составных эмиттерных повторителей.Предлагаемый ОУ по пунктам 1 и 2 формулы изобретения (фиг.2) содержит входной дифференциальный каскад 1 с расширенным диапазоном активной работы, входы которого являются входами устройства, выходы которого 2 и 3 подключены соответственно ко входам первого 4 и второго 5 усилителей тока, первый 6 и второй 7 параллельно включенные составные эмиттерные повторители, включающие соответственно первый 8 и второй 9 входные и третий 10 и четвертый 11 выходные транзисторы разного типа проводимости, а также первый 12 и второй 13 управляемые источники тока в эмиттерной цепи первого 8 и второго 9 входных транзисторов, базы которых подключены к выходам первого 4 и второго 5 усилителей тока, а также дополнительные n-р-n 14 и р-n-р 15 транзисторы, эмиттеры которых через дополнительные резисторы 16 и 17 соединены с эмиттерами выходных транзисторов составных эмиттерных повторителей, базы подключены к точке соединения выходов первого 4 и второго 5 усилителей тока, а коллекторы соединены с управляющими входами первого 12 и второго 13 управляемых источников тока в эмиттерной цепи первого 8 и второго 9 входных транзисторов составных эмиттерных повторителей.В заявляемом ОУ в соответствии с пунктом 3 формулы изобретения базы первого 14 и второго 15 дополнительных транзисторов подключены к объединенным выходам первого 4 и второго 5 усилителей тока через первый 6 и второй 7 согласующие эмиттерные повторители (фиг.3).Схема заявляемого ОУ (фиг.2) работает следующим образом. В статическом режиме транзисторы 14 и 15 закрыты. Ток цепей установления статического режима ДК Iset протекает в ветвях усилителя и задает статический режим. Если его выбрать на уровне единиц-десятков микроампер, то численные значения максимального тока в нагрузке для отрицательной полуволны входного напряжения I(-)н.max будут изменяться десятками-сотнями микроампер. Величина I(+)н.max будет несколько лучше из-за лучших значений![операционный усилитель, патент № 2234797](/images/patents/234/2234505/946.gif)
![операционный усилитель, патент № 2234797](/images/patents/234/2234797/2234797-2t.gif)
![операционный усилитель, патент № 2234797](/images/patents/234/2234505/946.gif)
![операционный усилитель, патент № 2234797](/images/patents/234/2234797/2234797-3t.gif)
![операционный усилитель, патент № 2234797](/images/patents/234/2234555/8776.gif)
Класс H03F3/45 дифференциальные усилители
избирательный усилитель с расширенным частотным диапазоном - патент 2525744 (20.08.2014) | ![]() |
мультидифференциальный операционный усилитель - патент 2523124 (20.07.2014) | |
управляемый избирательный усилитель - патент 2520418 (27.06.2014) | ![]() |
составной транзистор - патент 2519563 (10.06.2014) | ![]() |
избирательный усилитель - патент 2519558 (10.06.2014) | |
избирательный усилитель - патент 2519446 (10.06.2014) | ![]() |
гибридный дифференциальный усилитель - патент 2519373 (10.06.2014) | ![]() |
управляемый избирательный усилитель - патент 2519035 (10.06.2014) | |
инструментальный усилитель - патент 2519032 (10.06.2014) | |
дифференциальный операционный усилитель с пассивным параллельным каналом - патент 2517699 (27.05.2014) | ![]() |
Класс H03F3/50 усилители, в которых входной сигнал подается на полное сопротивление, являющееся общим как для входной, так и для выходной цепей усилительного элемента, или усилители, в которых выходной сигнал снимается с полного сопротивления, например катодный повторитель
широкополосный повторитель напряжения - патент 2519419 (10.06.2014) | ![]() |
буферный усилитель - патент 2446553 (27.03.2012) | ![]() |
широкополосный усилитель - патент 2432669 (27.10.2011) | ![]() |
буферный усилитель - патент 2409889 (20.01.2011) | ![]() |
буферный усилитель - патент 2401509 (10.10.2010) | |
буферный усилитель с малым напряжением смещения нуля - патент 2401505 (10.10.2010) | |
радиационно-стойкий буферный усилитель - патент 2393625 (27.06.2010) | ![]() |
быстродействующий буферный усилитель - патент 2390910 (27.05.2010) | ![]() |
широкополосный усилитель - патент 2321156 (27.03.2008) | ![]() |
интегральный повторитель напряжения - патент 2289199 (10.12.2006) | |