Патент ссср 388267

388267

ОП ИСАЙ ИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетсхйх

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 05.IV.1971 (№ 1644589/18-24) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 22.VI,1973. Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 2З.Х.1973

М. Кл. С 06g 7/12

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 681.337(088.8) Авторы изобретения Б. М. Патров, А. И. Солодовников, Л. P. Ноткин и Л. В. Мительман

Заявитель

ТРАНЗИСТОРНЫЙ ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ

Изобретение относйтся К областй oiiepaijII онных (решающих) усилителей постоянного тока, применяемь1Х в аналоговыХ вЫчИСЛИтельных устройствах и измерительной технике.

Известны транзисторные операционные усй лители с параллельными каналами, в кото= рых; с целью увеличения входного сопротивления, используются модуляторы Hci варика пах в одном йли двух частотных каналах: 10

Однако преобразование сйгнала при нци пиально ограничивает полосу пропусканйя усилителя. Для расширения последней в операционных усилителях создается высокочастотный канал на биполярных транзисторах, об- 15 ладающих относительно низким iBxOJJным сопротивлением. Это не позволяет получить высокое входное сопротивление усилителя в ооласти высших частот.

Цель изобретения — увеличение входного 20 сопротивления в широком диапазоне частот.

Это достигается тем, что в транзисторный операционный усилитель введен входной каскад на биполярном и полевом транзисторах, причем затвор полевого транзистора соединен 25. через разделительный конденсатор с,входной клеммой транзисторного операционного усилителя, сток подключен через разделительный конденсатор к суммирующей точечке усилителя

Постоянного тока, а исток связан через раз- .30 делйтельнь|й конденсатор с эмиттероМ бийо лярного транзйстора, вкл1оченйого по схеме с общей базой, коллектор которого через разделительйь1й конденсатор подсоединен к в11оду выходного усилителя

1-1а фйг. 1 показана структурная схема транзисторного операцйонного усилителя ; йй фиг. 2 — принцйниальйая схема усилителя.

Транзисторный операциойнйй усилители (фйг. 1) содержит усилйтель 1 типа МДМ с модулятором на варикапах усйлйтель 2 постоянного тока с суммирующим входом; biiходной усилитель 8 и входной каскаД 4.

В цепи затвора полевого транзистора б входного каскада включены разделительный конденсатор б и высокоомный резистор 7, в цепи истока этого транзистора — резистор 8 и раз. делительный конденсатор 9, а в цепи стока— резистор 10.

В цепи эмиттера биполярного транзистора

11 включен резистор 12, а в цепи его коллектора — резистор 18, Усилитель имеет три канала усиления. Низкочастотный канал содержит усилитель 1 типа МДМ с,модуляторoiM на варикапах, усилитель 2 с суммирующим входом и выходной усилитель 8.

Среднечастотный канал состоит из р азделительного:конденсатора б, входного каскада 4, разделительного конденсатора 14, уси888267 1 лителя 2 го усилителя 8.

Высокочастотный .канал образован разделительным конденсатором б, входным каскадом 4, разделительным конденсатором 15 и выходным усилителем 8.

Входной каскад 4 содержит комбинацию полевого транзистора 5 и биполярного транзистора 11, включение которых обеспечивает, с одной стороны, его высокое входное сопротивление, а с другой —. одновременное использование входного каскада в высокочастотном и среднечастот|ном .каналах за счет наличия у него двух выходов, не связанных друг с другом.

На среднечастотный выход 16 сигнал поступает со стока транзистора 5. На высокочастотный выход 17 сигнал подается с истока транзистора 5 через конденсатор 9 и, транзистор 11, включенный по схеме с общей базой.

Каскад по схеме с общей базой имеет низкое входное сопротивление. В связи с этим предлагаемое включение транзистора 11 целесообразно, так как для получения максимально возможного коэффициента передачи полевого транзистора 5 по среднечастотному каналу сопротивление в цепи, истока должно быть минимальным,,Предлагаемое включение транзисторов 5 и

11 способствует получению широкой полосы пропускания высокочастотного канала благодаря хорошим частотным свойствам каскада по схеме с общей базой, Ка|скад по схеме с общей базой обладает высоким выходным сопротивлением, поэтому при таком включении транзистора 11 высокочастотный выход 17 входного каскада 4 практически не нагружает выход усилителя 2.

Включение комбинации полевого 5 и биполярного 11 транзисторов на входе одновременно среднечастотного и высокочастотного каналов при использовании модулятора на варикапах на входе усилителя 1 обеспечивает высокое входное сопротивление операционного усилителя в широком диапазоне частот и упрощает его конструкцию.

В качестве примера практической реализации предлагаемого транзисторного операционного усилителя на фиг. 2 приведена принципиальная электрическая схема операционного усилителя. Она содержит в соответствии со структур ной схемой, показанной на фиг. 1, следующие элементы: усилитель 1 типа МДМ, состоящий из модулятора на варикапах 18 и 19, в качестве которых использованы кремниевые стабилитроны, усилителя переменного тока на транзисторах 20, 21, 22, демодулятора на диодах 28 и 24, фильтра на резисторе 25 и конденсаторе 26, генератора несущей частоты на транзисторе 27, подключенного х модулятору и демодулятору, усилитель постоянного тока с:суммирующим входом, состоящий из дифференциального каскада на транзисторах 28 и 29, каскада по схеме с общим эмиттером на транзисторе 80, выходной усилитель постоянного тока на транзисторах 81 и 82; входной каскад среднечастотпого и высокочастотного каналов на полевом транзисторе 88 и биполярном транзисторе 84.

Величина входного сопротивления операционного усилителя определяется сопротивлением параллельно включенных;модулятора на

10 варикапах и входного элемента среднечастотного и высокочастотного каналов.

Входное сопротивление модулятора на варикапах на постоянном токе и в области низших частот определяется оми ческим сопро15 тивлением варикапов 18 и 19 и составляет величину порядка 10 — 10 ом.

При повышении частоты входное сопротивление модулятора на варикапах снижается практически до величи ны сопротивления ре20 зистора 85 (1,1 Мом) вследствие уменьшения реактивного сопротивления вартанов.

Входное сопротивление входного элемента среднечастотното и высокочастотного ка налов практически равно сопротивлению резистора

25 86 (10 Мом). .По данным испытаний операционный усилитель имеет следующие параметры:

Коэффициент усиления на постоянном токе 3 106 на частоте 10 кга 200

Входное со противление, ом на постоянном токе 10 па частоте 10 кгпв j06

Номинальная амплипуда вы35 ходного. напряжения, 8

Сопротивление нагрузки, ком

Нулевой уровень входного тока, а 2,5 10 —"

Дрейф нулевого уровня, 40,приведенный к входу временной (за 5 час), мк8 мкв температурный, 20

OlC

ЗО

50

45 24 10 —

OC

Рабочий диапазон тем ператур, С 5 — 50

Усилитель защищен от коротких замыканий

50 на вых,оде.

Предмет изобретения

Транзисторный операционный усилитель, 55 содержащий последовательно соединенные усилитель с модуляцией †демодуляци (МДМ), усилитель постоянного тока и выходной усилитель и разделительные конденсаторы, отличающийся тем, что, с целью увеличе60 ния входного сопротивления в широком диапазоне частот, он содержит входной каскад на биполярном и полевом транзисторах, причем затвор полевого транзистора через разделительный конденсатор соединен с входной

65 клеммой транзисторного операционного уси388267

+ 278 — 278 иг 2 лителя, сток через разделительный конде нсатор подключен к суммирующей точ ке усилителя постоянного тока, исток через разделительный конденсатор связан с эмиттером биполярного транзистора, база которого соединена с шиной нуле вого потенциала, а коллектор через разделительный конденсатор подключен к входу выходного усилителя.ЗРИМ пирами ннан

Ням