Транзисторный операционный усилитель постоянного тока

Иллюстрации

Транзисторный операционный усилитель постоянного тока (патент 291308)
Транзисторный операционный усилитель постоянного тока (патент 291308)
Транзисторный операционный усилитель постоянного тока (патент 291308)
Показать все

Реферат

 

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

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».