Операционный усилитель OAmp9, разработанный на базовом матричном кристалле МН2ХА031, содержащем комплементарные биполярные транзисторы, позволяет программировать такие параметры, как ток потребления, максимальный выходной ток, полоса пропускания, скорость нарастания выходного напряжения. В работе описаны возможности дальнейшего увеличения максимальной скорости нарастания выходного напряжения операционного усилителя OAmp9. Рассмотрено, как и для модифицированной схемы операционного усилителя OAmp9.1, применение дифференцирующих цепей коррекции, которые форсируют процессы перезаряда паразитных емкостей в цепи базы выходных транзисторов входного каскада. При этом за счет увеличения обратного напряжения на изолирующих p–n-переходах этих выходных транзисторов уменьшена их паразитная коллекторная емкость. Показан схемотехнический прием повышения быстродействия операционного усилителя на основе двух комплементарных «перегнутых» каскодов, который исключает динамическую перегрузку промежуточного каскада и ускоряет переходные процессы в режиме большого сигнала в модифицированной схеме операционного усилителя OAmp9.2. Приведены электрические схемы и результаты сравнительного моделирования двух модифицированных входных каскадов в структуре операционных усилителей OAmp9.1 и OAmp9.2, которые характеризуются соответственно напряжением смещения нуля 0,08 и 0,11 мВ, коэффициентом усиления напряжения 1,4·104 и 1,4·103, произведением коэффициента усиления напряжения на ширину полосы пропускания 655 и 298 МГц, скоростью нарастания выходного напряжения 689 и 868 В/мкс.
Прокопенко Николай Николаевич
Донской государственный технический университет, г. Ростов-на-Дону, Россия; Институт проблем проектирования в микроэлектронике Российской академии наук, г. Москва, Россия
1. Ivanov V. V., Filanovsky I. M. Operational amplifier speed and accuracy improvement: Analog circuit design with structural methodology. New York: Springer, 2004. XIV, 194 p. https://doi.org/10.1007/b105872
2. Прокопенко Н. Н., Будяков А. С. Архитектура и схемотехника быстродействующих операционных усилителей: монография. Шахты: Изд-во ЮРГУЭС, 2006. 230 с.
3. Close J. High speed op amps: Performance, process and topologies // 2012 IEEE Bipolar/BiCMOS Circuits and Technology Meeting (BCTM). Portland, OR: IEEE, 2012. P. 1–8. https://doi.org/10.1109/ BCTM.2012.6352648
4. Bowers D. F., Wurcer S. A. Recent developments in bipolar operational amplifiers // Proceedings of the 1999 Bipolar/BiCMOS Circuits and Technology Meeting (Cat. No. 99CH37024). Minneapolis, MN: IEEE, 1999. P. 38–45. https://doi.org/10.1109/BIPOL.1999.803521
5. Bales J. A low-power, high-speed, current-feedback op-amp with a novel Class AB high current output stage // IEEE Journal of Solid-State Circuits. 1997. Vol. 32. No. 9. P. 1470–1474. https://doi.org/10.1109/ 4.628768
6. Celma S., Perez F., Martinez P. A. Compensating very high-speed current feedback op-amps // IEEE Instrumentation and Measurement Technology Conference Sensing, Processing, Networking (IMTC Proceedings). Ottawa, ON: IEEE, 1997. Vol. 2. P. 1293–1298. https://doi.org/10.1109/IMTC.1997.612408
7. Sen S., Leung B. A class-AB high-speed low-power operational amplifier in BiCMOS technology // IEEE Journal of Solid-State Circuits. 1996. Vol. 31. No. 9. P. 1325–1330. https://doi.org/10.1109/4.535418
8. Xie L., Guo S., Li Z., Jin X. A high speed rail-to-rail operational amplifier with constant-gm for LVDS receiver // 2020 IEEE 20th International Conference on Communication Technology (ICCT). Nanning: IEEE, 2020. P. 1044–1048. https://doi.org/10.1109/ICCT50939.2020.9295857
9. Быстродействующие широкополосные операционные усилители на базовом матричном кристалле / О. В. Дворников, В. А. Чеховский, Н. Н. Прокопенко и др. // Изв. вузов. Электроника. 2023. Т. 28. № 1. С. 96–111. https://doi.org/10.24151/1561-5405-2023-28-1-96-111. – EDN: QUUOLI.
10. Микромощные операционные усилители повышенного быстродействия // Операционные усилители и компараторы: справочник / подгот. В. Д. Авербух и др. М.: Додэка-XXI, 2001. С. 127.
11. Prokopenko N. N., Dvornikov O. V., Zhuk A. A. High-speed operational amplifier with differentiating transient correction circuits // 2022 International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON). Tomsk: IEEE, 2022. P. 1–4. https://doi.org/10.1109/SIBCON56144.2022.10002969