Операционный усилитель на комплементарных моп-транзисторах

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gI) t1 Н 03 F 3/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОП1РЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4499165/09 (22) 27.10,88 (46) 07 ° 03.91. Бюл. ¹ 9 (72) В,П,Попов, В.A.Ðûæîâ и Л.Т.Иванисов (53) 621.375,024 (088,8) (56) Патент США № 4480230, кл. Н 03 F 3/45, опублик, 20,10,84. (54) ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ HA

КОМПЛЕИЕНТАРНЫХ 1!ОП-TPAНЗHСTOPAX (57) Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения — улучшение устойчивости усилителя при работе на емкостную нагруэку ° Операционный усилитель (ОУ) содержит транзисторы 1-7, токоэадающие транзисторы 8 и 9, источник 10 напряжения смещения и корректирующий конÄÄSUÄÄ 1633480 А 1

2 денсатор 1!. Входной сигнал проходит с входа на выход ОУ через последовательно соединенные дифференциальный каскад (ДК) и выходной каскад.

Сигнал обратной связи через конденсатор 11 поступает обратно на ДК в точку, имеющую потенциал виртуальной земли. Это исключает путь прямого прохождения сигнала иэ ДК на выход

ОУ, поскольку сигнал со стока транзистора 5, попадая через повторитель напряжения (транзистор 4) на обкладку конденсатора 1, уменьшает прямое прохождение сигнала на выход ОУ за счет уменьшения эквивалентного сопротивления точки виртуального нуля и улучшает устойчивость схемы ОУ. ил.

1633480

Изобретение относится к операпнонным усилителям на комплементарных МОП-транзисторах и может использоваться в интегральных микросхемах дискретно-aíàJiîговой обработки сш.— налов, из г0Tлвливаемых на К11ОП-тех.» нологии, в частности в фильтрах нл коммутируемых конденсаторах, Цель изобретения — улучшение устойчивости усилителя прп работе на емкостную нагрузку, Нл чертеже представлена принципиальная электрическая схема операционного усилителя нл компгге.>ентлрных 11ОП-транзисторах °

Опера>гионнь>й усилитель Г ОУ ) cc>держит с 1 еp«»i: tlc> C t it,»tie>It 1>анзисторы 1-7, .->ервый i» 11 второй 9 токозлдлюяие транзисторы, источник

10 напряжен;гя с:.>ещения, корректируя ш>>й конденсатор 11.

Опера>гионный ус>гл11тепь работает спедующим образом, Г хо> ной с игнал проходит с инс ртируюше го илн нег»ив ертируюше го

/ .хода ОУ через последовательно сое;ц>нс>нньtt . дифференциальный каскад и и. >х< дной каскад нл 1»ыход ОУ, Сигнал обратной снязи через корректирующий с1>нденслтор 11 поступает обратно нл дифференциальный каскад н точку, н.1еюпгую потенциал виртуальной земли, что исключает путь прямс го прохождения сигнала из дифференциального каскада на выход ОУ, оскольку сигнал с стока транзистор l 5, попадая через повторитель 11ап»яжеггпя (грлнзггстор 4 ) на обкладку корректируюп,его конденсатора 1 1, уменьшает t ря:->ое прохождение сигнала на выход ОУ за счет уменьшения зквинапентного .опро гг>вне гпгя гочки виртуально i о:гуля и улучшает устойчш»ость схемы.

Диапазон допустимых пзмененггй выходно го па>П> пения pi,,ôåðå t ttt!Ià JI .:— ного каскада определяется исходя из того, что р абочие точки трлнз ис то ро>t

4 и 6 должны на.годиться на п»лого 1 участке волы-амперных хлрактерис тик (В AX ) ток c To :. с> нсlпряясе ние с: то>:. >l <

11ри нулевом 1»хс дно 1 с1»гнале Itc>.tttнальное выходное н лпряже ние рав но напряжеггггю на стоке транзистора 5>.

Рабочая точка последнего находится в пологой области ВАХ, причем напряжение на его стоке превышает и>» пряже>»пе насыщен>»я с>ран»>ца кругой и пологой областей БАХ) примерно и; не:1ичину порогового напряжения, а поскольку транзисторы 5 и 6 выполне>гы IIltc нт1»чнс>, то напряжение на вьгходе дифференниального каскада может быть ггнже ttc>t1è>сально го на величину порогового напряжения транзистора 6 без ».ыхода его рабочей точки в круую обпас > ь ВАХ. Проведя аналогичные рассуждения относительно транзисторов 3 и 4, мож1.> сделать вывод, что напряжение дифференциального каскада

10 может превышать номгн:льное нл неличину порогового напряжения транзистора 4 без н.гхода рабочей точки последнего за границы пологой обласT>I ВЛХ. Для б пьшинства стандар гных

k".1ОП тех>»олог ий .1бс .;1:а>ные величины пороговых напр,;:жений:ранзистг ров с

:П>ДУЦИРО1»аННЫМ хааа>11>М ИМЕЮТ ВЕЛИ 11!Ió lit чиже О, > В, что обеспечивает ., -„1лх иьгходно го напряжения диффе»1 нцилпьного клскапа не ниже 1,4 В. ч;>т>.п»а 1, что гиги» гнал величина коэфф >в пента усиления вь>ходпого каскада и схеме с общим истоком не .->енее 40, 11о.>:.но сделать вывод, что размах вы:.и>нного напряже1»ия дифференциального

;; >с.яапа дОСтатОЧЕ:Г jIJIII НОрМаЛЬНОй рс»боты усг»пи 1епя 1 о всем диапазоне в>;сс дных напряжений . Р е JIH÷èíà ко эфф1:циента усиления Ltèôôc.ðåíöèàëüíîãо ,аскада в такой схеме "ожет составл>: гь 100-500, что обеспечивает общес усиление с .емы не менее 4000, Подключение корректирующего конденсат»; а 11 к ис току трлчзистора 4 само

lic> ссбе значите» ьно уменьшает прямое .1рохожде.гие сиг>галл из,гифференпилпьно гc> 1; лс када га вь>ход ОУ, Подключение же затворов трап 11сторов 3 и 4 t к стоку транзистора 1 пс »воляет в

tJще б >пашей мере умеtt=.ïttть Ilрямое

20

30

35 ф о р м у л;1 и 1» о б р е т е н и я

Ог ераци »нный ус плитель на комп.гемент pttt tx 11ОП-транзисторах, co t де;>жаг„ий первыи H втор»й транзисторы, затвс>ры котор>,>х являются входами о>-ерационного усилителя, истоки соединены со сток»м первого токозадаю55 щего транзисто г>,:,, лтвор к.: торо гc> соединен с затворс>м второго гокоза.Га>с»> е. о транзистора и выходом источника на >ряжения смещения, сток>1 перпрохождение с.ггнапа и знагчитепьно 15 уве>»ичить Ql.,iñ пс. фазе в районе час i О f t > P>IÈIIÈ>» I»C> ГC> С 1»П>З НИЯ э

633480 6 этом первый и второй токозадающие транзисторы, первый, второй, третий и четвертый транзисторы имеют одну структуру, а пятый, шестой и седьмой

5 транзис торы имеют другую с трук туру, отличающийся тем,что, с целью улучшения устойчивости при работе на емкостную нагрузку, затвор третьего транзистора соединен со стоком пятогo транзистора, при этом сток седьмого транзистора подключен к стоку второго токозадающего гранзистора, во го и второго транзисторов подключены к истокам соответственно третьего и четвертого траизистг poB, ззтВОры KoTopblx соедииеи6! р а с тОки подключены соответственно к соединенньи стоку и затвору пятого транзистора и соединеннбьл стоку шестого и затвору седьмого транзисторов, причем сток второго токозацаюшего транзистора является Выходом операционного усипителя и чере 3 корреK тируюший коид нсатор соври: ен с истоком четвертого трапа .стора, при

< Ос:.нетель И, Б оцякииа

Рсцак гор I:,3t..эа i; ньn

-! .", П.С"рцюкова Корректор Т.Палий

Заказ 621 Тира . 463 Подписное

ВН1И(И Гo<:óöàð«твениог. ком п eòа по изобретениям.и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Мог.ква, Ж-35, Раушская наб., ц. 4/5

Произ Воцств .нио-изцательскии комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101