СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ДВУХ- И ОДНОКАСКАДНЫХ BJT-JFET ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ
Аннотация
Рассмотрены операционные усилители с разным количеством усилительных каска- дов, реализованные на комплементарных биполярных транзисторах и входных полевых транзисторах, с управляющим p-n-переходом. Для элементов базового матричного кри- сталла МН2ХА031 приведены оригинальные электрические схемы трех вариантов усили- телей (OAmp11.3, OAmp12, OAmp14), содержащих одинаковый блок смещения статическо- го режима и выходной каскад. Схема OApm11.3 содержит входной дифференциальный каскад в виде «перегнутого» каскода на p-JFET и промежуточный усилительный каскад на биполярных транзисторах. Операционный усилитель OAmp12 включает входной сдвоенный истоковый повторитель на p-JFET и «перегнутый» каскод на комплементарных биполяр- ных транзисторах. Схема ОAmp14 реализована на основе сдвоенных истоковых повтори- телях на p-JFET и высокоточном преобразователе напряжение-ток на комплементарных биполярных транзисторах в промежуточных каскадах. Представленные электрические схемы характеризуются малым напряжением смещения нуля, сравнительно большим ко- эффициентом усиления по напряжению и могут использоваться для применения в аппара- туре специального и двойного назначения. При проектировании ОУ на базовом матричном кристалле МН2ХА031 проводился поиск компромиссного сочетания входного тока, уровня шумов и коэффициента усиления по напряжению, причем особое внимание уделялось выбо- ру режима работы входных JFET. Исследованы возможности создания схем с одним уси- лительным каскадом, которые обычно обеспечивают меньший уровень шумов, простую частотную коррекцию и большую полосу пропускания. Для адекватного сравнения разра- ботанных усилителей выполнено моделирование их статических и динамических парамет- ров при одинаковом рабочем режиме идентичных по назначению схемных элементов, что позволило сформулировать рекомендации по схемотехническому синтезу операционных усилителей в зависимости от требуемого сочетания параметров. При оптимизации ре- жима работы транзисторов «перегнутого» каскода с входными JFET были использованы рекомендации, заключающиеся в необходимости увеличения крутизны входных JFET тран- зисторов и падения напряжения на эмиттерных резисторах источников опорного тока.
