ограничений, присущих усилителям с прерыванием, у таких ОУ удается снять. Первым дифференциальным ОУ без прерывания такого типа был AD180, в конструкции которого были использованы дискретные компоненты. Основой разработки послужили специальные сдвоенные входные транзисторы, металлопленочные резисторы с малым ТКС и тщательный расчет теплового режима микросхемы.

Монолитная -технология существенно уменьшает стоимость и размер схем, а также дает много возможностей для внесения схемных усовершенствований, что способствует расширению экспериментов с устройствами, имеющими малый дрейф.

AD504, выпущенный в начале 1971 г., был первым монолитным ОУ, сочетающим в себе малый температурный дрейф входного напряжения сдвига (менее 1 мкВ/°С) с частотной коррекцией одним конденсатором и полной защитой входов. Его быстродействие сравнимо с быстродействием ОУ общего применения (ско'рость нарастания около 0,12 В/мкс); этот усилитель может работать на емкость до 1000 пФ. На работу ИМС не оказывают влияния тепловые переходные процессы, возникающйе в кристалле, так как в этой микросхеме благодаря использованию нового подхода к расположению элементов выходного каскада достигнута тепловая симметрия в выходном и предоконечном каскадах, в которых наблюдается большое рассеяния тепла.

Тот же схемный подход, который был использован при проектировании AD504, был применен и в ОУ AD508, выпущенном в 1973 г. Эта микросхема имеет . такие же хорошие характеристики, как и AD504, однако входные параметры по току у AD508 улучшены за счет использования во входном каскаде транзисторов со сверхвысоким коэффициентом передачи тока.

5.2. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА

На рис. 5.1 показана упрощенная принципиальная схема ОУ AD508. Первый каскад усилителя состоит из дифференциально включенных входных транзисторов Ti и Тг, а также из их нагрузок, выполненных в виде источников тока на транзисторах и Г4. Сигнал с этого каскада поступает на выполненный по схеме Дарлингтона каскад с общим эмиттером на р-п-р транзисторах Т5 и

7-293 97

с i,opp( Внешний)

Те, нагрузкой которого служит источник тока, обеспечивающий большое усиление каскада, а также сдвиг сигнала по

1а:сд уровню.

Повторители Г?-Тд образуют предоконечный каскад, осуществляющий о у- двухполупериодное возбуждение выходных тран-Рис. 5.1. Упрощенная принципи- зисторов Гю и Гц. Как И альная схема ОУ AD508. g Случае с ОУ типов

AD741 и AD101, второй каскад в этой схеме является по существу интегратором, обеспечивающим коррекцию АЧХ усилителя в схеме включения его с единичным усилением всего одним кон-

Башне (b\f!l сЛ (iff,

Ч5В

Рис. 5.2. Полная схема ОУ AD508.

денсатором емкостью 390 пФ (см. рис. 5.9). Полная схема, показанная на рис. 5.2, включает в себя описанный блок основного усилителя и вспомогательные цепи смещения, развязки и защиты входа и выхода. 98

5.3. ТЕПЛОВОЙ РЕЖИМ

С целью максимального уменьшения эффектов, связанных с градиентами температур, возникающими в кристалле, в конструкции входных и выходных цепей использован принцип тепловой симметрии.

Каждая половина входного каскада состоит из пары параллельно включенных транзисторов (Ти Тг и Тз, Т^), расположенных диагонально-симметрично относительно некоторой оси, проходящей через тепловой центр выходного и иредоконечного каскадов. Эта точка служит центром тепловых масс входного каскада. Ниже будет показано, что все температурные изменения, появляющиеся в результате изменения рассеиваемой выходным и предоконечным каскадами мощности, будут приложены вдоль этой оси, а следовательно, будут влиять на входной каскад симметрично.

Защита дифференциального входа от перегрузок напряжениями до ± 18 В (что является также максимальным паспортным значением напряжения питания данной ИМС) обеспечивается цепью ограничения тока, состоящей из резисторов /?1 и/?2, а также транзисторами Гц и Г12, работающими как диоды. Все элементы схемы защиты входа, а также коллекторы входных транзисторов охвачены цепью следящей обратной связи (Г32-Гзе), что уменьшает ток утечки на входе и увеличивает подавление синфазного сигнала до 120-140 дБ. Большое усиление, развиваемое входным каскадом, обусловлено большим динамическим сопротивлением р-п-р транзисторов нагрузки Г7 и Ts, включенных по схеме источников тока. Токи этих источников стабилизированы путем использования в цепях эмиттеров этих транзисторов согласованных тонкопленочных резисторов с ТКС=±5-10- 1/°С. Номинальные значения элементов схемы выбраны так, что основной вклад втемпературный дрейф усилителя вносят входные п-р-п транзисторы.

Помимо входного транзисторного каскада по принципу расщепления для взаимного уравновешивания включены также шесть транзисторов Т28, Т29, Г31 и Т37 - Г39 выходного и иредоконечного каскадов ИМС. Одна половина иредоконечного каскада и выходной п-р-п транзистор выходного каскада размещены непосредственно на оси тепловой симметрии; вторая половина иредоконечного каскада и вертикальный р-п-р транзистор разделены на две части (этот метод запатентован), в результате 7* 99