Запорожец  Издания 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 [ 82 ] 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106

имеют такие характеристики, что Т5 отводит через себя ток /«5, приблизительно равный току через диод /д1:

/к5/д.. (12.36)

Величина тока /д1 определяется значениями внешнего сопротивления смещения и напряжения питания Е. Так как верхний по схеме вывод R2 находится под потенциалом, превышающим потенциал земли на напряжение Уб-а база-эмиттерного перехода Т5, ток через R2 по закону Ома равен

/2-%f~- (12.4а>

При Ек, намного большем Уб-э, уравнение (12.4а) можно упростить:

h-- , : (12.4б>

Большая часть тока h протекает через Д\. Учитывая этот факт,, а также используя уравнения (12.3а) и (12.36), можно показать, что для работы в линейном режиме

/2/ос. (12.5>

. Поэтому ток /2 через неинвертирующий вход называется зеркальным током, так как он отражает постоянный ток обратной связи /ос, т. е. равен ему.

Подбор элементов, задающих зеркальный ток и линейный режим работы при хорошей шкале выходных сигналов, осуществляется очень просто. Например, поскольку /2 приблизительно должен равняться /ос, можно приравнять правые части уравнений (12.2) и (12.46), т. е.

2ос 2

R22Roc. (12.6)

Как мы увидим, это последнее равенство удобно для построения усилителей, работающих и в инвертирующем, и в неинвертирующем режимах, однако оно справедливо лишь для случая, когда один из выводов R2 подключается к шине питания £«

12.3. Инвертирующий токоразноетный усилитель

На фиг. 12.6 показана простая схема инвертирования сигнала с использованием токоразностного усилителя. Ее можно использовать для усиления только переменных сигналов, поскольку на входе имеется разделительный конденсатор С]. Этот



конденсатор необходим для блокировки входа от постоянного тока обратной связи /ос- Если бы Ci отсутствовал, то значительная часть тока /ос протекала бы через R\ и внутреннее сопротивление источника сигналов Уг- Это могло бы привести к дрейфу тока, протекающего через инвертирующий вход, что сделало бы затруднительным или даже невозможным задание соответствующего зеркального тока и рабочей точки. Как показано на фиг. 12.6, а также в уравнении (12.6), сопротивление R2

0,0Si4H<P я, -)-WW


М---- 1С нагрузка

Фиг. 12.6. Инвертирующий токоразностный усилитель. Коэффициент усиления Кос=вых/г - - %С/1- получения Ibx. 0=к/2 пэ

постоянному току следует взять Й2=2Й0С-

выбирается вдвое большим, чем /?ос, а один из выводов /?2 подключается к источнику напряжения £к- Это гарантирует хороший выбор рабочей точки, т. е. получение на выходе напряжения покоя Увых. о, равного примерно половине напряжения Е.

Анализ данной схемы по переменному току можно проводить так же, как это делалось в предыдущих главах для обычных ОУ; в результате для коэффициента усиления получается выражение, аналогичное полученному выше. На частотах, при которых реактивные сопротивления конденсаторов С\ и Сг прене-брежимо малы (см. приложение 3), коэффициент усиления данной инвертирующей схемы равен

/Сос = с-

(12.7)

Задавшись сопротивлением /?ос, находят значение R\, обеспечи* вающее требуемый от схемы коэффициент усиления. Затем вы-бирается R2 такой величины, чтобы он задавал зеркальный ток через неинвертирующий вход, равный току обратной связи /ос-



Пример 12.1

Выберите значения сопротивлений Roc, Ri и R2 для схемы токоразностного усилителя на фиг. 12.6 так, чтобы получить коэффициент усиления по напряжению, равный 100. Рекомендуемое изготовителем значение зеркального тока равно 10 мкА, а напряжение питания Ек - 20 В.

Ответ. Поскольку в соответствии с уравнением (12.2) /ос ~ = EiJ2Roc и он должен быть равен рекомендуемому значению


]{-.---к нагрузке

Фиг. 12.7. Токоразноетный усилитель, включенный с отрицательным источником питания.

Коэффициент усиления и условие выбора те же, что и для схемы фиг. 12.6.

зеркального тока, можно решить это уравнение относительно /?ос и показать, что

Roc-

2(10 мкА)

= 1 МОм.

Для получения коэффициента усиления, равного 100, входное сопротивление Ri должно быть меньше ioc в 100 раз. Преобразуя уравнение (12.7), получим

1 МОм

= 10 кОм.

После этого для получения требуемого значения зеркального тока /г следует выбрать

/?2 2/?ос = 2(1 МОм) = 2 МОм.

(12.6)

Токоразноетный усилитель может также работать от одного отрицательного напряжения питания, как показано на фиг. 12.7. В этом случае земляной контакт корпуса подключается к шине источника -Ек, а контакт -Ь-Бк корпуса ИС подключается к общей точке источника питания. Фактически все точки интегральной схемы, которые были перед этим заземлены, ставятся под



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 [ 82 ] 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106