4.2.1. «Телескопический» оитун

«Телескопический» ОИТУН на рис. 4.1, представляет собой каскодный дифференциальный каскад.

Рис. 4.1. «Телескопический» каскодный операционный ИТУН

В дальнейшем, упоминая о «телескопическом» ОИТУН будем подразумевать, что этот тип ОИТУН – всегда каскодный.

Поскольку разностный ток, перезаряжающий нагрузку, всегда равен разности токов входных транзисторов, как в рассмотренном выше дифкаскаде, т.е. под воздействием входного сигнала в нагрузку течет ток, «рожденный» непосредственно во входных транзисторах, то, как и дифкаскад, «телескопический» ОИТУН является однокаскадным ОИТУН.

Поскольку паразитные емкости во всех узлах, исключая выходной узел out, весьма небольшие (см. главу III), то на их перезарядку от входных транзистор затрачивается очень малый ток в сравнении с током перезаряда емкости в выходном узле. Если же учесть, что и выходные сопротивления в этих узлах крайне малы, также в сравнении с выходным сопротивлением выходного узла, то нетрудно понять, что частота единичного усиления выражается формулой, идентичной общей формуле всех рассмотренных выше однокаскадных усилителей:

(4.19)

Из рис. 4.1 непосредственно видно, что, с целью обеспечения максимальной величины размаха выходного напряжения , входной синфазный потенциалдолжен быть, (1) постоянным, (2) минимальным и, (3) в общем случае – отличающимся от потенциала аналоговой земли:

(4.20)

Как известно, постоянство и отличие от потенциала аналоговой земли входного синфазного потенциала любого ОИТУН не является препятствием для создания на его основе схем на переключаемых конденсаторах (ПК). В этой связи практически единственной областью применения «телескопического» ОИТУН являются интеграторы на переключаемых конденсаторах (ИПК).

Предельная простота архитектуры «телескопического» ОИТУН предполагает наличие неизбежных достоинств:

• минимальное количество узлов в схеме имеет следствием минимальное количество полюсов, что предполагает потенциально минимальную задержку фазы и потенциально максимальную частоту единичного усиления среди всех ОИТУН с более или менее значительным коэффициентом усиления;

• минимальное количество транзисторов предполагает потенциально минимальный собственный шум;

• минимальное количество ветвей протекания тока (всего 2 ветви) предполагает потенциально минимальное потребление тока;

• минимально возможное значение, но не нулевое значение выгодно с точки зрения максимально возможного превышения над порогамиn-канальных аналоговых ключей в ИПК с отсутствием паразитного прямого смещения диффузионных областей ключей при большом импульсном сигнале на входе, например при использовании в одноразрядных сигма – дельта модуляторах (СДМ).

Заслуживает внимания лишь один недостаток: относительно большое отличие величины размаха выходного напряжения от напряжения питания:

(4.21)

4.2.1.1. Базовые характеристики «телескопического» оитун

Практика применения ОУ различных типов выявила необходимость двух базовых типов их аналитического расчета:

• в частотной области (АЧХ, ФЧХ) – расчет стационарных характеристик в результате воздействия малого входного сигнала;

• во временной области (переходные характеристики) – расчет нестационарного поведения в результате воздействия ступенчатого входного сигнала, как малого, так и большого.