Операционный усилитель

КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Новым является то, что в коллекторных цепях транзисторов входного симметричного, промежуточного несимметричного дифференциальных каскадов и в стабилизаторе тока, в эмиттерной цепи транзистора, включенного в диодном режиме, вместо резисторов установлены радисторы второго уровня, но вместо других двух транзисторов стабилизатора тока, а также транзисторов входного симметричного, промежуточного несимметричного дифференциальных каскадов и эмиттерного повторителя вместо обычных биполярных транзисторов установлены Дарлингтоновские пары транзисторов,между эмиттерами которых включены радисторы первого уровня. Достигаемый технический результат - повышение радиационной стойкости.(76) Алдамжаров Казбек Бахитович , Туякбаев Альтай Альшерович , Туякбаев Султан Альтаевич , Туякбаев Данияр Алтайевич(57) Изобретение относится к области электроники,а именно, к операционным усилителям. Операционный усилитель, содержащий входной симметричный, промежуточный несимметричный дифференциальные каскады, выходной эмиттерный повторитель, стабилизатор тока и диффузионные резисторы. 13842 Изобретение относится к области электроники, а именно, к операционным усилителям. Известен операционный усилитель, содержащий входной симметричный, промежуточный несимметричный дифференциальные каскады, выходной эмиттерный повторитель, стабилизатор тока и диффузионные резисторы (Горошков Б.И. Радиоэлектронные устройства. М. изд-во Радио и связь,1984, с. 11 -14). Основной недостаток данного операционного усилителя состоит в сравнительно низкой его радиационной стойкости. Настоящим изобретением достигается повышение радиационной стойкости операционного усилителя. Это достигается тем, что в операционном усилителе, содержащем входной симметричный, промежуточный несимметричный дифференциальные каскады, выходной эмиттерный повторитель, стабилизатор тока и диффузионные резисторы, согласно предлагаемому изобретению, в коллекторных цепях транзисторов входного симметричного, промежуточного несимметричного дифференциальных каскадов и в стабилизаторе тока, в эмиттерной цепи транзистора, включенного в диодном режиме, вместо резисторов установлены радисторы второго уровня, но вместо других двух транзисторов стабилизатора тока, а также транзисторов входного симметричного, промежуточного несимметричного дифференциальных каскадов и эмиттерного повторителя вместо обычных биполярных транзисторов установлены Дарлингтоновские пары транзисторов,между эмиттерами которых включены радисторы первого уровня. Сущность изобретения заключается в следующем. В схеме предлагаемого операционного усилителя в отличие от прототипа вместо обычных биполярных транзисторов используются Дарлингтоновские пары транзисторов, между эмиттерными цепями которых включены так называемые радисторы первого уровня (Пред. патент РК 10594, кл. Н 0127/00, 2001). Дело в том, что у радисторов повышается электрическое сопротивление вместе с интегральным потоком радиационного излучения, в то время как у биполярных транзисторов происходит уменьшение коэффициента передачи тока базы. Таким образом, включение радистора в цепочку Дарлингтоновских транзисторов приводит к тому, что при возрастании интегрального потока радиации увеличение сопротивления радистора приводит к уменьшению тока, проходящего через него, и соответственно к увеличению той части тока, которая из эмиттера первого транзистора поступает в базу второго транзистора и приводит к большему ее открытию, что нужно расценивать как увеличение коэффициента усиления транзистора. Таким образом, с одной стороны включение радистора между эмиттерными цепями транзисторной пары Дарлингтона приводит к уменьшению общего их начального коэффициента усиления, но с другой стороны при воздействии радиации, приводящей к постепенному уменьшению коэффициентов усиления кремниевых 2 транзисторов, увеличение сопротивления радистора приводит к возрастанию коэффициента усиления второго выходного транзистора Дарлингтона, что, в итоге, приводит к тому, что коэффициент усиления в целом транзисторной пары Дарлингтона при воздействии радиации продолжительное время остается постоянным. Следует отметить, что с увеличением интегрального потока радиации наступает момент, когда коэффициенты усиления транзисторов Дарлингтона начинают неуклонно уменьшаться. В этой ситуации начинает работать радистор второго уровня, установленный в стабилизаторе тока, в эмиттерной цепи транзистора, включенного в диодном режиме. Увеличение сопротивления данного радистора будет приводить к повышению падения напряжения между базами и эмиттерами двух других транзисторов стабилизатора тока и будет приводить к большему их открытию и поэтому токи коллекторов этих транзисторов будут оставаться на одном и том же уровне еще продолжительное время. При этих интегральных потоках радиационных излучений диодная характеристика транзистора,включенного в диодном режиме, будет передвигаться в сторону больших напряжений. Этот эффект также будет полезным образом работать на увеличение степени открытия двух других транзисторов стабилизатора тока. Следует отметить, что радисторы второго уровня установлены также в коллекторных цепях входного симметричного и промежуточного несимметричного дифференциальных каскадов. Здесь следует отметить, что в дифференциальных каскадах вышеуказанные два эффекта, а именно, увеличение электрического сопротивления радисторов и уменьшение коэффициентов усиления транзисторов, будут друг друга взаимно компенсировать. Необходимо отметить, что радисторы первого и второго уровней должны иметь различные скорости увеличения сопротивлений при их облучении. Последнее требование приводит к тому, что данные радисторы должны иметь различную концентрацию примесей. Поэтому при изготовлении операционного усилителя радисторы первого и второго уровня следует создавать раздельно. При этом радисторы второго уровня, по-видимому, должны быть более высоколегированными (Предпатент РК 10594, кл. Н 0127/00, 2001). Суть предлагаемого изобретения можно пояснить с помощью фиг. 1, на которой приведена принципиальная электронная схема операционного усилителя. На данном рисунке в виде резисторов с одной стрелочкой изображены радисторы первого уровня, а с двумя стрелочками - радисторы второго уровня. Видно, что радисторы первого уровня установлены между эмиттерами Дарлингтоновских пар транзисторов. У данных радисторов одновременно с уменьшением коэффициентов передачи токов баз транзисторов при облучении будет происходить увеличение электрического сопротивления, что будет приводить к взаимной компенсации этих двух эффектов, т.е. результирующий коэффициент уси 13842 ления транзистора Дарлингтона будет продолжительное время (до определенного значения интегрального потока излучений) оставаться постоянным. Но наступает момент, когда сопротивление радистора все более растет и возможно дойдет до значения сопротивления компенсированного полупроводникового материала. С некоторого момента коэффициенты усиления транзисторов Дарлингтона начинают уменьшаться. Следует отметить, что с этого же момента должно происходить увеличение сопротивлений радисторов второго уровня и это будет также вызывать компенсацию влияния радиации, но при более высоких значениях интегрального потока излучений. Дело в том, что радисторы первого и второго уровней инжекции должны иметь различную скорость роста электрических сопротивлений, которая в основном зависит от первоначальной степени легирования этих радисторов (Пред. патент РК 10594, кл. Н 0127/00, 2001). Следует отметить, что работоспособность предлагаемой схемы была исследована экспериментально. При этом радисторы первого и второго уровней изготавливали на основе пластин кремния с различной степенью концентрации примесей. Радисторы 1 го уровня, примерно, с концентрацией примеси 31015 см-3, а радисторы 2-го уровня - с концентрацией примеси 1017 см-3. Экспериментальные исследования показали, что предлагаемая схема может позволить, примерно, на 2 порядка повысить радиационную стойкость операционных усилителей. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Операционный усилитель, содержащий входной симметричный, промежуточный несимметричный дифференциальные каскады, выходной эмиттерный повторитель на транзисторах, стабилизатор тока на трех транзисторах, из которых средний включен в диодном режиме, при этом в коллекторных цепях входного и промежуточного дифференциальных каскадов, в эмиттерных цепях транзисторов стабилизатора тока и эмиттерного повторителя включены резисторы, отличающийся тем, что в коллекторных цепях транзисторов входного симметричного,промежуточного несимметричного дифференциальных каскадов и в эмиттерной цепи включенного как диод транзистора стабилизатора тока в качестве резисторов использованы радисторы второго уровня, а в качестве других двух транзисторов стабилизатора тока, транзисторов входного симметричного,промежуточного несимметричного дифференциальных каскадов и эмиттерного повторителя использованы Дарлингтоновские пары транзисторов, между эмиттерами которых включены радисторы первого уровня.