Инструментальный усилитель для работы при низких температурах

Авторы патента:

Бугакова Анна Витальевна (RU)

Прокопенко Николай Николаевич (RU)

Игнашин Андрей Алексеевич (RU)

Пахомов Илья Викторович (RU)

H03F3/45 - дифференциальные усилители

Владельцы патента RU 2624565:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный технический университет" (ДГТУ) (RU)

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в качестве прецизионного устройства усиления сигналов различных датчиков. Технический результат заключается в повышении коэффициента ослабления входного синфазного сигнала при работе в диапазоне низких температур. Указанный результат достигается посредством инструментального усилителя для работы при низких температурах, который содержит первый входной полевой транзистор первого дифференциального каскада, затвор которого соединен с первым входом устройства, исток подключен к стоку первого вспомогательного транзистора первого дифференциального каскада, а сток через первый двухполюсник нагрузки связан с первой шиной источника питания и соединен с первым выходом, второй входной полевой транзистор первого дифференциального каскада. Между второй шиной источника питания и истоком второго выходного транзистора включен второй токостабилизирующий двухполюсник, причем второй и первый выходы соединены с соответствующими входами выходного каскада, выход которого, являющийся потенциальным выходом устройства, связан с четвертым входом устройства через цепь общей отрицательной обратной, а третий вход устройства соединен с общей шиной источников питания. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области электроники, измерительной техники и может быть использовано в качестве прецизионного устройства усиления сигналов различных датчиков.

В современной информационно-измерительной технике, приборостроении, датчиковых системах, различных аналого-цифровых интерфейсах находят широкое применение так называемые инструментальные (измерительные) усилители (ИУ), которые обеспечивают прецизионное усиление дифференциального сигнала (u_d) и повышенное ослабление синфазной составляющей входных напряжений (u_c) [1].

Одним из наиболее перспективных методов построения ИУ является применение в их структуре так называемых мультидифференциальных операционных усилителей (МОУ) [2,3], которые (для работы при низких температурах) реализуются на основе классических дифференциальных каскадов на полевых транзисторах [4-21] с резистором местной отрицательной обратной связи. При этом для повышения линейности ИУ резистор местной отрицательной обратной связи выбирается достаточно высокоомным (1-10 кОм), что существенно ухудшает один из важнейших параметров МОУ и ИУ - коэффициент ослабления входного синфазного сигнала (K_ос.сф.).

Ближайшим прототипом заявляемого устройства является дифференциальный усилитель, представленный в статье «Входные каскады дифференциальных и мультидифференциальных операционных усилителей с высоким ослаблением синфазного напряжения» (А.Е. Титов, С.Г. Крутчинский, М.С. Цыбин), изданной по итогам IV Всероссийской научно-технической конференции «Проблемы разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем - 2010» (МЭС-2010, стр. 542, рис. 10). Он содержит (фиг. 1) первый 1 входной полевой транзистор первого дифференциального каскада, затвор которого соединен с первым 2 входом устройства, исток подключен к стоку первого 3 вспомогательного транзистора первого дифференциального каскада, а сток через первый 4 двухполюсник нагрузки связан с первой 5 шиной источника питания и соединен с первым 6 выходом, второй 7 входной полевой транзистор первого дифференциального каскада, затвор которого соединен со вторым 8 входом устройства, исток подключен к стоку второго 9 вспомогательного транзистора первого дифференциального каскада, а сток через второй 10 двухполюсник нагрузки связан с первой 5 шиной источника питания и соединен с вторым 11 выходом, причем между истоками первого 1 входного полевого транзистора первого дифференциального каскада и второго 7 входного полевого транзистора первого дифференциального каскада включен резистор местной отрицательной обратной связи 12 первого дифференциального каскада, первый 13 входной полевой транзистор второго дифференциального каскада, затвор которого соединен с третьим 14 входом устройства, исток подключен к стоку первого 15 вспомогательного транзистора второго дифференциального каскада, а сток связан с первым 6 выходом, второй 16 входной полевой транзистор второго дифференциального каскада, затвор которого соединен с четвертым 17 входом устройства, исток подключен к стоку второго 18 вспомогательного транзистора второго дифференциального каскада, а сток соединен со вторым 11 выходом, причем между истоками первого 13 входного полевого транзистора второго дифференциального каскада и второго 16 входного полевого транзистора второго дифференциального каскада включен резистор местной отрицательной обратной связи 19 второго дифференциального каскада, вторую 20 шину источника питания.

Существенный недостаток известного ИУ состоит в том, что он имеет невысокое ослабление входных синфазных сигналов, что обусловлено применением в его схеме полевых JFet транзисторов с управляющим p-n переходом, способных работать при низких температурах.

Основная задача предполагаемого изобретения состоит в повышении коэффициента ослабления входного синфазного сигнала при работе ИУ в диапазоне низких температур.

Поставленная задача достигается тем, что в инструментальном усилителе фиг. 1, содержащем первый 1 входной полевой транзистор первого дифференциального каскада, затвор которого соединен с первым 2 входом устройства, исток подключен к стоку первого 3 вспомогательного транзистора первого дифференциального каскада, а сток через первый 4 двухполюсник нагрузки связан с первой 5 шиной источника питания и соединен с первым 6 выходом, второй 7 входной полевой транзистор первого дифференциального каскада, затвор которого соединен со вторым 8 входом устройства, исток подключен к стоку второго 9 вспомогательного транзистора первого дифференциального каскада, а сток через второй 10 двухполюсник нагрузки связан с первой 5 шиной источника питания и соединен с вторым 11 выходом, причем между истоками первого 1 входного полевого транзистора первого дифференциального каскада и второго 7 входного полевого транзистора первого дифференциального каскада включен резистор местной отрицательной обратной связи 12 первого дифференциального каскада, первый 13 входной полевой транзистор второго дифференциального каскада, затвор которого соединен с третьим 14 входом устройства, исток подключен к стоку первого 15 вспомогательного транзистора второго дифференциального каскада, а сток связан с первым 6 выходом, второй 16 входной полевой транзистор второго дифференциального каскада, затвор которого соединен с четвертым 17 входом устройства, исток подключен к стоку второго 18 вспомогательного транзистора второго дифференциального каскада, а сток соединен со вторым 11 выходом, причем между истоками первого 13 входного полевого транзистора второго дифференциального каскада и второго 16 входного полевого транзистора второго дифференциального каскада включен резистор местной отрицательной обратной связи 19 второго дифференциального каскада, вторую 20 шину источника питания, предусмотрены новые элементы и связи - затвор первого 3 вспомогательного транзистора первого дифференциального каскада подключен к истоку первого 21 выходного транзистора, затвор второго 9 вспомогательного транзистора первого дифференциального каскада соединен с истоком второго 22 выходного транзистора, затвор которого соединен с затвором первого 21 выходного транзистора и подключен к источнику напряжения смещения 23, затвор первого 15 вспомогательного транзистора второго дифференциального каскада соединен с истоком первого 21 выходного транзистора, затвор второго 18 вспомогательного транзистора второго дифференциального каскада соединен с истоком второго 22 выходного транзистора, сток первого 21 выходного транзистора соединен с первым 6 выходом, а сток второго 22 выходного транзистора соединен со вторым 11 выходом, исток первого 3 вспомогательного транзистора первого дифференциального каскада связан с затвором первого 3 вспомогательного транзистора первого дифференциального каскада, исток второго 9 вспомогательного транзистора первого дифференциального каскада связан с затвором второго 9 вспомогательного транзистора первого дифференциального каскада, исток первого 15 вспомогательного транзистора второго дифференциального каскада связан с затвором первого 15 вспомогательного транзистора второго дифференциального каскада, исток второго 18 вспомогательного транзистора второго дифференциального каскада связан с затвором второго 18 вспомогательного транзистора второго дифференциального каскада, между второй 20 шиной источника питания и истоком первого 21 выходного транзистора включен первый 24 токостабилизирующий двухполюсник, между второй 20 шиной источника питания и истоком второго 22 выходного транзистора включен второй 25 токостабилизирующий двухполюсник, причем второй 11 и первый 6 выходы соединены с соответствующими входами выходного каскада 26, выход которого 27, являющийся потенциальным выходом устройства 27, связан с четвертым 17 входом устройства через цепь общей отрицательной обратной 28, а третий 14 вход устройства соединен с общей шиной источника питания.

На чертеже фиг. 1 показана схема ИУ-прототипа, а на чертеже фиг. 2 схема заявляемого ИУ в соответствии с п. 1 формулы изобретения, способного работать при низких температурах за счет применения JFet транзисторов.

На чертеже фиг. 3 приведена схема заявляемого ИУ в соответствии с п. 2, п. 3 формулы изобретения.

На чертеже фиг. 4 представлена схема одного входного каскада заявляемого ИУ фиг. 3, которая используется для аналитического расчета преимуществ предлагаемого устройства.

На чертеже фиг. 5 представлена схема одного дифференциального каскада ИУ-прототипа фиг. 1 в среде PSpice, реализованная на элементах аналогового базового матричного кристалла АБМК_1_3, выпускаемого ОАО «Интеграл» (г. Минск). Данная схема была использована для моделирования работы ИУ с входным синфазным сигналом.

На чертеже фиг. 6 приведена часть схемы фиг. 3 (один входной каскад) в среде PSpice на моделях АБМК_1_3, в которой моделировалась передача на выход out входного синфазного сигнала V3.

На чертеже фиг. 7 показана частотная зависимость коэффициентов ослабления входного синфазного сигнала входных каскадов заявляемого ИУ фиг. 6 и ИУ-прототипа фиг. 5. Из данных графиков следует, что в заявляемом ИУ коэффициент ослабления входного синфазного сигнала улучшается на 40 дБ (т.е. в 100 раз).

Инструментальный усилитель для работы при низких температурах фиг. 2 содержит первый 1 входной полевой транзистор первого дифференциального каскада, затвор которого соединен с первым 2 входом устройства, исток подключен к стоку первого 3 вспомогательного транзистора первого дифференциального каскада, а сток через первый 4 двухполюсник нагрузки связан с первой 5 шиной источника питания и соединен с первым 6 выходом, второй 7 входной полевой транзистор первого дифференциального каскада, затвор которого соединен со вторым 8 входом устройства, исток подключен к стоку второго 9 вспомогательного транзистора первого дифференциального каскада, а сток через второй 10 двухполюсник нагрузки связан с первой 5 шиной источника питания и соединен с вторым 11 выходом, причем между истоками первого 1 входного полевого транзистора первого дифференциального каскада и второго 7 входного полевого транзистора первого дифференциального каскада включен резистор местной отрицательной обратной связи 12 первого дифференциального каскада, первый 13 входной полевой транзистор второго дифференциального каскада, затвор которого соединен с третьим 14 входом устройства, исток подключен к стоку первого 15 вспомогательного транзистора второго дифференциального каскада, а сток связан с первым 6 выходом, второй 16 входной полевой транзистор второго дифференциального каскада, затвор которого соединен с четвертым 17 входом устройства, исток подключен к стоку второго 18 вспомогательного транзистора второго дифференциального каскада, а сток соединен со вторым 11 выходом, причем между истоками первого 13 входного полевого транзистора второго дифференциального каскада и второго 16 входного полевого транзистора второго дифференциального каскада включен резистор местной отрицательной обратной связи 19 второго дифференциального каскада, вторую 20 шину источника питания. Затвор первого 3 вспомогательного транзистора первого дифференциального каскада подключен к истоку первого 21 выходного транзистора, затвор второго 9 вспомогательного транзистора первого дифференциального каскада соединен с истоком второго 22 выходного транзистора, затвор которого соединен с затвором первого 21 выходного транзистора и подключен к источнику напряжения смещения 23, затвор первого 15 вспомогательного транзистора второго дифференциального каскада соединен с истоком первого 21 выходного транзистора, затвор второго 18 вспомогательного транзистора второго дифференциального каскада соединен с истоком второго 22 выходного транзистора, сток первого 21 выходного транзистора соединен с первым 6 выходом, а сток второго 22 выходного транзистора соединен со вторым 11 выходом, исток первого 3 вспомогательного транзистора первого дифференциального каскада связан с затвором первого 3 вспомогательного транзистора первого дифференциального каскада, исток второго 9 вспомогательного транзистора первого дифференциального каскада связан с затвором второго 9 вспомогательного транзистора первого дифференциального каскада, исток первого 15 вспомогательного транзистора второго дифференциального каскада связан с затвором первого 15 вспомогательного транзистора второго дифференциального каскада, исток второго 18 вспомогательного транзистора второго дифференциального каскада связан с затвором второго 18 вспомогательного транзистора второго дифференциального каскада, между второй 20 шиной источника питания и истоком первого 21 выходного транзистора включен первый 24 токостабилизирующий двухполюсник, между второй 20 шиной источника питания и истоком второго 22 выходного транзистора включен второй 25 токостабилизирующий двухполюсник, причем второй 11 и первый 6 выходы соединены с соответствующими входами выходного каскада 26, выход которого 27, являющийся потенциальным выходом устройства 27, связан с четвертым 17 входом устройства через цепь общей отрицательной обратной 28, а третий 14 вход устройства соединен с общей шиной источников питания.

В схеме фиг. 2, в соответствии с п. 2 формулы изобретения в качестве источника напряжения смещения 23 используется вторая 20 шина источника питания, а цепь общей отрицательной обратной связи 28 содержит первый 29 и второй 30 дополнительное резисторы.

В схеме фиг. 3, в соответствии с п. 3 формулы изобретения, исток первого 3 вспомогательного транзистора первого дифференциального каскада связан с затвором первого 3 вспомогательного транзистора первого дифференциального каскада через первый 29 дополнительный резистор, исток второго 9 вспомогательного транзистора первого дифференциального каскада связан с затвором второго 9 вспомогательного транзистора первого дифференциального каскада через второй 30 дополнительный резистор, исток первого 15 вспомогательного транзистора второго дифференциального каскада связан с затвором первого 15 вспомогательного транзистора второго дифференциального каскада через третий 31 дополнительный резистор, исток второго 18 вспомогательного транзистора второго дифференциального каскада связан с затвором второго 18 вспомогательного транзистора второго дифференциального каскада через четвертый 32 дополнительный резистор.

Рассмотрим работу частного случая схемы фиг. 3, представленного на чертеже фиг. 4, когда выходные сигналы снимаются с первого 6 (Вых. 1) и второго 11 (Вых. 2) выходов, а на первый 2 и второй 8 входы устройства подаются одинаковые синфазные напряжения (u_c=u_c1=u_c2).

В результате воздействия входного синфазного сигнала u_c=u_c1=u_c2 на первый 2 и второй 8 входы устройства изменяются токи стоков и истоков первого 3 вспомогательного транзистора первого дифференциального каскада, второго 9 вспомогательного транзистора первого дифференциального каскада, первого 1 входного полевого транзистора первого дифференциального каскада, второго 7 входного полевого транзистора первого дифференциального каскада:

где μ₃≈μ₉≈10^-2-10^-3, - коэффициенты внутренней обратной связи первого 3 и второго 9 вспомогательных транзисторов первого дифференциального каскада;

R₂₉, R₃₀ - сопротивления первого 29 и второго 30 дополнительных резисторов.

Токи i_u3 и i_u9 передаются в истоковые цепи первого 21 и второго 22 выходных транзисторов и вызывают соответствующие изменения их токов стока. В результате приращения токов в первом 4 и втором 10 двухполюсниках нагрузки определяются формулами:

где α₂₁≈1, α₂₂≈1 - коэффициент передачи по току истока первого 21 и второго 22 выходных транзисторов.

Как следствие, коэффициенты передачи входного синфазного сигнала для первого 6 (Вых. 1) и второго 11 (Вых. 2) выходов можно найти из уравнений:

В схеме ИУ-прототипа аналогичные параметры имеют следующие значения:

Таким образом, при введении новых элементов и связей между ними коэффициенты передачи синфазного сигнала с первого 2 и второго 8 входов устройства на первый 6 и второй 11 выходы уменьшаются в N=80÷100 раз, где .

Коэффициент передачи дифференциального напряжения входного каскада на первом 1 и втором 7 входных полевых транзисторах первого дифференциального каскада определяется формулой

где R₁₂ - сопротивление резистора местной отрицательной обратной связи 12 первого дифференциального каскада;

R₄, R₁₀ - сопротивления первого 4 и второго 10 двухполюсников нагрузки.

Если выбрать K_dl≈1, то коэффициент ослабления входного синфазного сигнала (K_ос.сф.) в предлагаемой схеме определяется уравнением

Сравнительное компьютерное моделирование схем фиг. 5 и фиг. 6, показывает (фиг. 7), что заявляемый ИУ имеет более чем в 100 раз лучшее значение коэффициента ослабления входного синфазного сигнала. Это существенно снижает погрешности ИУ при работе с сигналами, имеющими синфазную составляющую.

Литература

1. Авербух В. Инструментальные усилители / В. Авербух // Схемотехника, №1 (3), 2001. - С. 26-29; Схемотехника, №2 (4), 2001. - С. 22-24.

2. Патент RU 2571578 фиг. 1, фиг. 3, фиг. 4.

3. Прокопенко Н.Н. Основные свойства, параметры и базовые схемы включения мультидифференциальных операционных усилителей с высокоимпедансным узлом / Н.Н. Прокопенко, О.В. Дворников, П.С. Будяков // Электронная техника. Серия 2. Полупроводниковые приборы. Выпуск 2 (233), 2014 г. - С. 53-64.

4. Патент US 6.617.922 fig.3.

5. Патент US 6.469.576 fig.2.

6. Патент US 7.170.349 fig.2.

7. Патент US 6.628.168 fig.1, fig.2.

8. Патент US 5.990.737 fig.7.

9. Патент US 7.199.612 fig.4.

10. Патент US 6.977.526 fig.l.

11. Заявка на патент US 2009/0206929 fig. 5.

12. 3аявка на патент US 2008/0150636 fig.3D.

13. 3аявка на патент US 2003/0132803 fig.7.

14. 3аявка на патент US 2006/0244530 fig.2.

15. Патент US 6.388.519 fig.1.

16. Патент US 6.011.436 fig.4.

17. Патент US 6.559.720 fig.4.

18. 3аявка на патент US 2008/0186091 fig.4.

19. 3аявка на патент US 2013/0099782 fig.2.

20. Патент US 5.510.745.

21. Патент US 7.145.359 fig.4.

1. Инструментальный усилитель для работы при низких температурах, содержащий первый (1) входной полевой транзистор первого дифференциального каскада, затвор которого соединен с первым (2) входом устройства, исток подключен к стоку первого (3) вспомогательного транзистора первого дифференциального каскада, а сток через первый (4) двухполюсник нагрузки связан с первой (5) шиной источника питания и соединен с первым (6) выходом, второй (7) входной полевой транзистор первого дифференциального каскада, затвор которого соединен со вторым (8) входом устройства, исток подключен к стоку второго (9) вспомогательного транзистора первого дифференциального каскада, а сток через второй (10) двухполюсник нагрузки связан с первой (5) шиной источника питания и соединен с вторым (11) выходом, причем между истоками первого (1) входного полевого транзистора первого дифференциального каскада и второго (7) входного полевого транзистора первого дифференциального каскада включен резистор местной отрицательной обратной связи (12) первого дифференциального каскада, первый (13) входной полевой транзистор второго дифференциального каскада, затвор которого соединен с третьим (14) входом устройства, исток подключен к стоку первого (15) вспомогательного транзистора второго дифференциального каскада, а сток связан с первым (6) выходом, второй (16) входной полевой транзистор второго дифференциального каскада, затвор которого соединен с четвертым (17) входом устройства, исток подключен к стоку второго (18) вспомогательного транзистора второго дифференциального каскада, а сток соединен со вторым (11) выходом, причем между истоками первого (13) входного полевого транзистора второго дифференциального каскада и второго (16) входного полевого транзистора второго дифференциального каскада включен резистор местной отрицательной обратной связи (19) второго дифференциального каскада, вторую (20) шину источника питания, отличающийся тем, что затвор первого (3) вспомогательного транзистора первого дифференциального каскада подключен к истоку первого (21) выходного транзистора, затвор второго (9) вспомогательного транзистора первого дифференциального каскада соединен с истоком второго (22) выходного транзистора, затвор которого соединен с затвором первого (21) выходного транзистора и подключен к источнику напряжения смещения (23), затвор первого (15) вспомогательного транзистора второго дифференциального каскада соединен с истоком первого (21) выходного транзистора, затвор второго (18) вспомогательного транзистора второго дифференциального каскада соединен с истоком второго (22) выходного транзистора, сток первого (21) выходного транзистора соединен с первым (6) выходом, а сток второго (22) выходного транзистора соединен со вторым (11) выходом, исток первого (3) вспомогательного транзистора первого дифференциального каскада связан с затвором первого (3) вспомогательного транзистора первого дифференциального каскада, исток второго (9) вспомогательного транзистора первого дифференциального каскада связан с затвором второго (9) вспомогательного транзистора первого дифференциального каскада, исток первого (15) вспомогательного транзистора второго дифференциального каскада связан с затвором первого (15) вспомогательного транзистора второго дифференциального каскада, исток второго (18) вспомогательного транзистора второго дифференциального каскада связан с затвором второго (18) вспомогательного транзистора второго дифференциального каскада, между второй (20) шиной источника питания и истоком первого (21) выходного транзистора включен первый (24) токостабилизирующий двухполюсник, между второй (20) шиной источника питания и истоком второго (22) выходного транзистора включен второй (25) токостабилизирующий двухполюсник, причем второй (11) и первый (6) выходы соединены с соответствующими входами выходного каскада (26), выход которого (27), являющийся потенциальным выходом устройства (27), связан с четвертым (17) входом устройства через цепь общей отрицательной обратной (28), а третий (14) вход устройства соединен с общей шиной источников питания.

2. Инструментальный усилитель для работы при низких температурах по п. 1, отличающийся тем, что в качестве источника напряжения смещения (23) используется вторая (20) шина источника питания.

3. Инструментальный усилитель для работы при низких температурах по п. 1, отличающийся тем, что исток первого (3) вспомогательного транзистора первого дифференциального каскада связан с затвором первого (3) вспомогательного транзистора первого дифференциального каскада через первый (29) дополнительный резистор, исток второго (9) вспомогательного транзистора первого дифференциального каскада связан с затвором второго (9) вспомогательного транзистора первого дифференциального каскада через второй (30) дополнительный резистор, исток первого (15) вспомогательного транзистора второго дифференциального каскада связан с затвором первого (15) вспомогательного транзистора второго дифференциального каскада через третий (31) дополнительный резистор, исток второго (18) вспомогательного транзистора второго дифференциального каскада связан с затвором второго (18) вспомогательного транзистора второго дифференциального каскада через четвертый (32) дополнительный резистор.

Изобретение относится к области радиоэлектроники и вычислительной техники. Технический результат заключается в обеспечении дополнительно к режиму последовательного во времени преобразования входных потенциальных сигналов в выходное напряжение, алгебраического суммирования входных дифференциальных и недифференциальных напряжений, а также изменения их фазы в процессе мультиплексирования.

Дифференциальный инструментальный усилитель с парафазным выходом // 2621291

Изобретение относится к области аналоговой усилительной техники. Технический результат: повышение значения коэффициента передачи по напряжению.

Двухкаскадный дифференциальный операционный усилитель с повышенным коэффициентом усиления // 2621289

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в качестве прецизионного устройства усиления широкополосных сигналов. Технический результат: повышение коэффициента усиления по напряжению (Ку) при сохранении высокой температурной и радиационной стабильности напряжения смещения нуля.

Мультидифференциальный операционный усилитель // 2621287

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в качестве прецизионного устройства усиления сигналов. Технический результат - уменьшение напряжения смещения нуля, повышение стабильности при низких температурах и воздействии радиации.

Дифференциальный операционный усилитель для работы при низких температурах // 2621286

Изобретение относится к области электроники. Технический результат - повышение коэффициента ослабления входного синфазного сигнала.

Дифференциальный операционный усилитель // 2616573

Изобретение относится к области радиоэлектроники. Технический результат: повышение коэффициента усиления по напряжению в разомкнутом дифференциальном операционном усилителе при высокой температурной и радиационной стабильности статического режима транзисторов его промежуточного каскада.

Инструментальный усилитель с повышенным ослаблением входного синфазного сигнала // 2616570

Биполярно-полевой мультидифференциальный операционный усилитель // 2615071

Изобретение относится к области радиоэлектроники. Технический результат: повышение коэффициента усиления по напряжению разомкнутого мультидифференциального операционного усилителя при сохранении высокой стабильности нулевого уровня.

Прецизионный двухкаскадный дифференциальный операционный усилитель // 2615070

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в качестве прецизионного устройства усиления сигналов. Технический результат заключается в повышении коэффициента усиления дифференциального сигнала в разомкнутом состоянии двухкаскадного ОУ до уровня 90÷400 дБ.

Биполярно-полевой дифференциальный операционный усилитель // 2615068

Изобретение относится к области радиотехники. Технический результат: повышение разомкнутого коэффициента усиления по напряжению операционного усилителя (ОУ) при сохранении высоких показателей по стабильности напряжения смещения нуля.

Низкотемпературный радиационно-стойкий мультидифференциальный операционный усилитель // 2624585

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в качестве прецизионного устройства усиления электрических сигналов различных датчиков. Технический результат заключается в повышении точности за счет уменьшения систематической составляющей напряжения смещения нуля низкотемпературного радиационно-стойкого мультидифференциального операционного усилителя (МОУ). Он содержит дифференциальные каскады на основе транзисторов, связанных друг с другом. Токовый выход первого (1) дифференциального каскада соединен с первой (15) шиной источника питания через первый (18) токостабилизирующий двухполюсник и подключен к эмиттеру первого (19) согласующего транзистора, второй (12) токовый выход второго (8) дифференциального каскада соединен с эмиттером второго (20) согласующего транзистора и через второй (21) токостабилизирующий двухполюсник соединен с первой (15) шиной источника питания. Причем первый (11) токовый выход второго (8) дифференциального каскада соединен с эмиттером второго (26) выходного транзистора и подключен к коллектору первого (19) согласующего транзистора, коллектор второго (26) выходного транзистора связан со вторым (28) входом выходного дифференциального каскада (25), выход которого соединен с выходом устройства (17). 3 з.п. ф-лы, 15 ил.

Многоканальный быстродействующий операционный усилитель // 2626667

Изобретение относится к области аналоговой микроэлектроники. Технический результат: повышение быстродействия ОУ в режиме большого сигнала до уровня 20000 В/мкс. Это обеспечивается за счет исключения динамической перегрузки промежуточного каскада ОУ, выполненного в виде комплементарных «перегнутых» каскодов. Таким образом, предложен многоканальный быстродействующий операционный усилитель, который содержит входной дифференциальный каскад с первым и вторым входами и четырьмя токовыми выходами, первый-четвертый выходные транзисторы, буферный усилитель и корректирующий конденсатор, два токовых зеркала, причем в качестве входного дифференциального каскада используются каскады с широким диапазоном активной работы, а каждый первый, второй, третий и четвертый токостабилизирующие двухполюсники выполнены в виде соответствующих резисторов. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Низкотемпературный радиационно-стойкий мультидифференциальный операционный усилитель // 2627094

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в качестве прецизионного устройства усиления широкополосных сигналов. Технический результат: уменьшение систематической составляющей напряжения смещения нуля, а также создание условий для применения в схеме заявляемого устройства КМОП транзисторов. Низкотемпературный радиационно-стойкий мультидифференциальный операционный усилитель содержит первый (1) дифференциальный каскад на основе первого (2) и второго (3) входных транзисторов, связанных друг с другом инжектирующими выводами. Первый (4) токовый выход первого (1) дифференциального каскада и первый (11) токовый выход второго (8) дифференциального каскада подключены ко входу первого (15) токового зеркала, второй (12) токовый выход второго (8) дифференциального каскада подключен к выходу второго (18) токового зеркала и соединен со входом дополнительного инвертирующего усилителя (20), согласованного со второй (19) шиной источника питания, токовый выход которого соединен с токовым выходом устройства (17). 8 з.п. ф-лы, 10 ил.

Радиационно-стойкий мультидифференциальный операционный усилитель для работы при низких температурах // 2628131

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в качестве прецизионного устройства усиления широкополосных сигналов. Технический результат заключается в уменьшении систематической составляющей напряжения смещения нуля. Радиационно-стойкий мультидифференциальный операционный усилитель для работы при низких температурах содержит первый и второй входные биполярные транзисторы, первый и второй входные полевые транзисторы, первое и второе токовые зеркала, первую и вторую шины источника питания, при этом в схему введены первый и второй дополнительные полевые транзисторы. 3 з.п. ф-лы, 16 ил.

Дифференциальный усилитель с повышенным ослаблением синфазного сигнала // 2637465

Изобретение относится к области электроники и радиотехники. Технический результат: уменьшение коэффициента передачи входного синфазного сигнала. Технический результат достигается за счет новых элементов и связей, введенных в дифференциальный усилитель с повышенным ослаблением синфазного сигнала: второй (3) токовой выход входного дифференциального каскада (1) связан со входом второго (9) токового зеркала через первую (10) цепь согласования потенциалов, а четвертый (5) токовый выход входного дифференциального каскада (1) связан со входом первого (7) токового зеркала через вторую (11) цепь согласования потенциалов. 5 ил.

Широкополосный дифференциальный операционный усилитель // 2641445

Изобретение относится к области радиоэлектроники. Технический результат заключается в повышении верхней граничной частоты коэффициента усиления по напряжению без увеличения тока потребления. Усилитель содержит: первый входной дифференциальный каскад с первым и вторым токовыми выходами, общая эмиттерная цепь которого связана с первой шиной источника питания, первый вспомогательный транзистор, эмиттер которого соединен с первым токовым выходом входного дифференциального каскада, база подключена к вспомогательному источнику напряжения смещения, а коллектор соединен с эмиттером первого выходного транзистора и через первый токостабилизирующий двухполюсник соединен со второй шиной источника питания, второй вспомогательный транзистор, эмиттер которого соединен со вторым токовым выходом входного дифференциального каскада, база подключена к вспомогательному источнику напряжения смещения, а коллектор соединен с эмиттером второго выходного транзистора и через второй токостабилизирующий двухполюсник подключен ко второй шине источника питания, цепь нагрузки, первый выход устройства, связанный с первым входом цепи нагрузки и коллектором первого выходного транзистора, второй выход устройства, связанный со вторым входом цепи нагрузки и коллектором второго выходного транзистора, а база первого выходного транзистора соединена с эмиттером первого вспомогательного транзистора, база второго выходного транзистора подключена к эмиттеру второго вспомогательного транзистора. 7 ил.

Биполярно-полевой операционный усилитель // 2642337

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в качестве прецизионного устройства усиления сигналов. Технический результат заключается в расширении диапазона изменения отрицательного выходного напряжения ОУ до уровня, близкого к напряжению на второй (12) шине источника питания, и повышении коэффициента ослабления входных синфазных сигналов (Кос.сф) ОУ. Биполярно-полевой операционный усилитель содержит входной дифференциальный каскад (1), шину источника питания, полевой транзистор, резистивную цепь установления статического режима (17), связанную с шиной источника питания, выходной биполярный транзистор. 6 ил.

Неинвертирующий усилитель переменного тока // 2642338

Изобретение относится к области радиоэлектроники и может быть использовано в качестве неинвертирующего усилителя переменного тока с коэффициентом передачи по току больше единицы. Технический результат: повышение коэффициентов усиления по току до уровня, который превышает единичное значение. Неинвертирующий усилитель переменного тока содержит источник входного токового сигнала, связанный с эмиттером первого выходного транзистора, первый токостабилизирующий двухполюсник, первый и второй выходные транзисторы, первую шину источника питания, источник напряжения смещения, второй токостабилизирующий двухполюсник, двухполюсник нагрузки, включенный между токовым выходом устройства и второй шиной источника питания. В схему введен дополнительный транзистор, база которого соединена с эмиттером первого выходного транзистора, коллектор связан со второй шиной источника питания, эмиттер соединен с первой шиной источника питания через третий токостабилизирующий двухполюсник и через дополнительный конденсатор связан с эмиттером второго выходного транзистора, причем базы первого и второго выходных транзисторов соединены друг с другом. 4 ил.

Неинвертирующий усилитель переменного тока // 2642338