176493. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés precíziós műveleti erősítő realizálására
MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG SZABADALMI LEÍRÁS SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY Bejelentés napja: 1979. I. 3. (BU—911) Közzététel napja: 1980. IX. 27. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL Megjelent: 1981. IX. 30. 176493 Nemzetközi osztályozás : H 03 F 1/26 Feltaláló(k): Szabadalmas: Baji Pál, oki. villamosmérnök (20%) Budapesti Műszaki Egyetem, Dr. Dankó György, oki. alk. matematikus Budapest oki. gépészmérnök (40%) Steiner László, oki. villamosmérnök (20%) Udvarhelyi Gábor, oki. villamosmérnök (20%) budapesti lakosok. Kapcsolási elrendezés precíziós 1 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés precíziós műveleti erősítő realizálására. Az integrált műveleti erősítők megjelenése ugrásszerű fejlődést eredményezett az elektronikában, és megfordítva, az elektronika fejlődése az igényeken keresztül a 5 műveleti erősítők erőteljes fejlesztését vonta maga után. Ez széles típusválasztékot eredményezett, amelyben komoly helyet foglalnak el az ún. precíziós műveleti erősítők. Ezeket az jellemzi, hogy mindinkább igyekeznek megközelíteni az ún. ideális műveleti erősitőt. A problé- 10 ma általános megoldása még nem született meg, a fejlesztés ezért egy-egy részprobléma megoldására irányult. Ezek közül legfontosabbaknak a határfrekvencia növelése, a bemeneti ellenállás növelése, a bemeneti munkapont stabilizálása, valamint az ún. közös fázisú zajéi- 15 nyomás növelése érdekében tett erőfeszítéseket tarthatjuk. A továbbiakban csak az utóbbi két probléma mibenlétével és annak egy fejlődést elősegítő lehetséges megoldásával foglalkozunk. A műveleti erősítők legfontosabb bemeneti munka- 20 ponti paraméterei közé a két — invertáló és nem invertáló — bemenet felé folyó átlagos — bias — áram, a két áram különbsége, az ún. ofszetáram, a nulla kimeneti feszültséghez tartozó bemeneti feszültségkülönbség — az ún. ofszetfeszültség, valamint az ofszetáram és ofszet- 25 feszültség időbeli és hőmérséklet szerinti változása az ún. áramdrift és feszültségdrift tartoznak. A precíziós műveleti erősítőknél az ofszetáram, ill. -feszültség külső hangolóelemek segítségével eltüntethető. A feszültség és áramdrift azonban külső elemekkel nem javítható, pusz- 30 műveleti erősítő realizálására 2 tán a munkapont helyes megválasztásával az integrált áramkör típusára jellemző minimális értéken tartható. Ez a minimum kismértékben az integrált áramkörben alkalmazott két bemeneti tranzisztor típusától és nagymértékben a két tranzisztor egyöntetűségétől függ. Az egyöntetűséget részben a gyártási technológia fejlettsége, részben pedig a gyártás, mint sztochasztikus folyamat valószínűségi változóinak sűrűségfüggvényei határozzák meg. Adott technológiai szinten tehát az elérhető pontosság korlátozott, csupán válogatással javítható. A drift csökkentésére ezért egyéb módszerek terjedtek el. Ismeretes egyetlen monolitikus lapkán felépített chopper stabilizált műveleti erősítő, amely lényegében azon az elven működik, hogy egy szerviz áramkör a műveleti erősítőt a valós működési idő egy részén periodikusan lekapcsolja és a driftet kinullázza. Ez a megoldás folyamatos üzemben a működési frekvenciát erősen korlátozza. Ismeretes továbbá hőmérsékletstabilizált hordozón felépített műveleti erősítő, amelynél egy szerviz áramkör gondoskodik az üzemi hőmérséklet közel állandó értéken tartásáról és ezáltal a hőmérsékleti drift lecsökkentéséről. Ez az eszköz a működési frekvenciát nem korlátozza. Alkalmazása nem előnyös nagy hőmérsékleten dolgozó, valamint alacsony fogyasztású készülékekben, és az eleve nagynak választott működési hőmérséklet viszonylag nagy termikus zajt eredményez. Mindezek közrejátszanak abban, hogy alkalmazásától idegenkedés tapasztalható. Az eddig leírt ismert megoldások az általános célú 176493
