Транзисторный операционный усилитель постоянного тока

291308

ОП ИСА НИ Е

И ЗОБРЕТЕ Н Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 14.11.1969 (№ 1303114/26-9) с присоединением заявкп №вЂ”

Приоритет—

Опубликовано 06.1.1971. Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 22.IV.1971

МПК Н 03f 3 34

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.3 r 5.024 (088.8) Авторы изобретения

И. В. Корольков, И. А. Бубнов и Г. А. Целибеев

Заявитель

ТРАНЗИСТОРНЫЙ ОПЕРАЦИОННЪ|Й УСИЛИТЕЛЬ

ПОСТОЯННОГО ТОКА

Предлагаемый транзисторный операционный усилитель постоянного тока (УПТ) может быть использован в радиоэлектро|нике, в частности, для систем автоматического управлении я.

В существующих транзисторных операционных УПТ нет раздельной компенсации смещения нулевого уровня выходного напряжения по составляющей тока:и напряжения. Это приводит к смещению нулевого уровня или нарушению термокоррекции .при изменении операционных импеданцев.

Цель изобретения заключается в создании усилителя, схема которого обеспечивала бы

:раздельную регулировку начального смеще ния нулевого уровня,по току и напряжению, а также раздельную тсрмокоррекцию дрейфа этих составляющих в широком диапазоне температур.

В предлагаемо м операционном усилителе постоянного тока это досгигается путем введен ия двух подборных .высокоомных резисторов, один из которых включен между суммирующей точкой и исто гником,питания, а дпх гой — между эмиттером входного тра нзистора дифференциального входного каскада и источником питания или между эмиттером транзистора, симметричного вход ному, и источником питания в зависимости от знака начального смещения нулевого уровня, и путем введения двух регулируемых генераторов тока. Генераторы построены на резисторах и терморезисторах, выводы которых включены в суммарную точку усилителя и в эмпттер входного транзистора дифференциального входного каскада или в эхгпттер транзистора, ему симметричного, в зависимости от знака дрейфа. Причем схемы генераторов выпол|нены так, что один работает на плюсовых тем10 пературах, а другой — на минусовых для того, чтобы приблизить температурные характеристик и термодатчнков к дрейфовым температур ным характеристикам усилителя в широком диапазоне темперагур. Такая схема позволяет получить смещение нулевого уровня минимальным и независимым от изменения операционных импеданцев.

В предлагаемом усилителе цепи регулттровок и .коррекции нулевого уровня выполнены

20 автономно от основной схемы усилителя. Это позволяет упростить усилитель, так как собственно усилитель псстоянного тока может быть выполнен в виде отдельного объема, что важ но при интегральной технологии изготовления.

На чертеже приведена схема предлагаемого усилителя, Входной каскад усилителя постоянногo тока выполнен по дифференциальной схеме на составных транзисторах 1, 2 и 3, 4 типа и — р — и.

291308

Применение дифференциальных входных каскадов в транзисторных операционных усилителях постоянного тока обусловлено ш и роко известными преимуществами таких каскадов особенно при использовании интеграль ной технологии их изготовления.

Режии дифференциальнвго каскада,по ,постоянному току в описываемой схеме устанавливается путем .подключен|ия точки б (вход темпоратурокомпенсированного стабилизатора суммарного эмиттерного тока транзисторов 2 и 8, который выполнен на гранзисто рах б и 7) к земляной шине усилителя.

Введение в предлагаемой схеме раздельной регулировки составляющих начального смещения нулевого у1ровня и раздельной термокоррекции составляющих дрейфа в ш ироком диапазоне температур предполагает наличие зазе млен ного второго дифференциального входа 8 усилителя.

Для осуществления регули|ровки начального смещения нулевого уровня по току транзистор ного операционного усилителя посто.янного тока,при" темлературе окружающей среды 20 С и термакоррекции дрейфа по току ,при изменении температуры окружающей среды необходимо перевести усилитель в режим тока, т. е. входной им педанц 9 должен отсутствовать при наличии импеданца обрат|ной связи. В качестве последнего в этом режиме используется резистор 10, величи на сапротивления которого намно го больше собственного входного сопротивления усилителя.

В таком режиме в общем случае нулевой уровень при 20 С будет смещен, и поэтому, чтобы его выставить, необходимо обеспечить нужный базовый ток входного транзистора 1.

Это осуществляется включением подборного резистора 11, величина сопротивления которого должна быть больше собственного входного сопротивления усилителя, одним концом в точку 12, а другим к клемме 18 источника пита|ния.

Для осуществления регулировки начального смещения нулевого уровня по напряжению при тем перагуре окружающей среды 20 С и термокоррекции дрейфа по напряжению ис пользуется зависимость напряжения база эмиттер Убэ транзистора от тока Уэ,эмиттера, которая имеет явно выраженный характер при работе транзистора с малыми токами.

Для проведения этих регулировок необходимо перевести усилитель в режим напряжения, т. е. входной операционный импеданц 9 должен быть включен на землю (в качестве входного импеда нца в этом режиме используется резистор, величина сопротивления которого много меньше собственного входного сопротивления усилителя); коэффициент передачи может быть порядка 10 — 100.

Регулировка начального смещения нуле5

2ý

Зо

40 вого у ров ня по напряжению при 20 С в зависимости от знака смещения производится путем изменения напряжения база — эмиттер (У;,,) вд ного из двух транзисторов 1, 4. Это достигается включением подборного резистора 14, величина сопротивления которого должна быть больше собственного входнвго сопротивления усилителя, одним концом:в точку 15 или 1б в зависимости от знака смещения, а другим к клемме 17 источника питания.

Для коррекции дрейфа нулевого уровня по току при изменении температуры окружающей среды .необходимо перевести усилитель в режим тока. В таком режиме в зав исимосги от изменений температуры, требующейся для обеспечения режима дифференциального каскада, базовый ток входного транзистора 1 будет изменяться и автоматически вбеспечиваться за счет наличия образиной связи с выхода усилителя на его вход, что и вызовет температурный дрейф по току. Чтобы .скомпенсировать этот дрейф, необходимо обеспечить нужный базовый ток транзистора 1, изменяющийся в зависимссти .от температуры окружающей среды.

Чтобы получить изменяющийся по величине (в зависимости от температуры окружающей среды) ток, используются раздельные термогенераторы 18, 19 для отрицательных и положительных температур, соответственно.

Для компенсации токового температурного дрейфа при отрицательных температурах используются термогенератор 18 тока и подоорный резистор 20, а при положительных— термогенератор 19 и .подборный резистор 21.

Для компенсации температурного дрейфа выходного уровня по напряжению при отрицательных температурах используются термогенератор 18 и подборный резистор 22, а при положительных — термогенератор 19 и,подборный резистор 28. Величина подборных резисторов 20 — 28 двл жна быть оольше входного сопротивления усилителя.

Предмет изобретения

Транзисторный операционный усилитель постоянного така, содержащий дифференциальный входной каскад на составных транзисторах, .промежуточные и выходные,каскады и регулируемые генераторы тока, на резисторах и термоэлементах, отличающийся тем, что, с целью регулировки или термокомпенсации смещения нулевого уровня по току или напряжению, первые выводы генераторов чока пвдключены к базе входного транзистора, причем второй вывод генератора тока с термоэлементом на отрицательные температуры подключен к эмиттеру входного транзистора, а второй вывод генератора тока с термоэлементом .на положительные температуры — к эмиттеру транзистора, с имметричного входному.

291308

Составитель Н. Парасенчикова

Редактор Т. А. Юрчикова Текред 3. Н .Тараненко Корректор О. Б. Тюрина

Изд. М 164. Заказ 51/278 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва. Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фпл пред. «Патент».