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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 [ 151 ] 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193

больше, чем в Qi, поэтому и ток, протекаюш,ий через эти транзисторы, будет в два раза больше, чем ток через Qj, т. е. 200 мкА Транзисторные пары Qa-q4 и Qg-включены по каскодной схеме, что обеспечивает низкую выходную проводимость обоих источников тока. Это приводит к лучшему подавлению синфазного сигнала в каскаде ди41ференциального усилителя и более высокому коэффициенту усиления второго каскада.

В биполярных транзисторах напряжение базы не Должно пре-вышать напряжение коллектора, так как из-за этого переход коллектор-база может оказаться смещенным в прямом направлении более чем на 0,5 В и транзистор попадет в область насыще-. ния. Это ограничение может несколько снизить диапазон входного напряжения ОУ с биполярными транзисторами на входе и возникнет необходимость применения сдвоенного источника питания. Напряжение затвора МОП-транзистора может превышать напряжение иа стоке. В результате нижняя граница диапазона входного напряжения САЗ 130 может быть на 0,5 В ниже отрицательного напряжения питания. Это делает возможной работу данного усилителя с одиночным источником питания.

СА3140. В качестве второго примера ОУ с МОП-транзисторами на входе рассмотрим усилитель СА3140 (фирма RCA). Упрощенная функциональная схема усилителя приведена на рис. 6.23. Входной каскад выполнен в виде дифференциального усилителя на р-канальных МОП-транзисторах Qg и Qk,, которые смещены источником тока 200 мкА, а нагрузкой его является схе.ма токового зеркала, состоящая из транзисторов Q и Q. Резисторы Rt и R (по 500 Ом) используются вместе с подключаемым извне к выводам 1 н 5 потенциометром (--10 кОм) для балансировки дифференциального усилителя. Падение напряжения на R и R, равное 100 мкА 500 Ом = 50 мВ, обеспечивает регулировку напряжения смещения ОУ в пределах ±50 мВ. Диоды Dg и применены для защиты подзатворного окисла МОП-транзисторов. Коэффициент усиления по напряжению первого каскада примерно равен 10; это относительно низкое значение является следствием низкой передаточной проводимости МОП-транзистора (как уже указывалось выше).

Во втором каскаде используется транзистор Q,3, включенный по схеме с общим эмиттером, активной нагрузкой которого является источник тока 200 мкА. Конденсатор обратной связи второго каскада емкостью 12 пФ необходим для устойчивой работы в релшме с обратной связью. Благодаря высокому динамическому сопротивлению активной нагрузки и высокому входному сопротивлению выходного каскада эмиттерного повторителя Дарлингтона коэффициент усиления второго каскада составляет около 10 ООО. Коэффициент усиления выходного каскада практически равен единице, поэтому общий коэффициент усиления ОУ без



обратной связи Aql (0) примерно равен 100 ООО, или 100 дБ, Выходным каскадом является эмиттерный повторитель Дарлингтона, в котором транзисторы прп-тнпа Qi, и Qg работают при положительной полуволне выходного напряжения, а транзистор Qie обеспечивает протекание тока из нагрузки в схему. Как


06 I

500 ? 500

Рис. 6.23. ОУ с МОП-входом СА3140 (фирма RCA Corporation).

Только ток, протекающий через транзистор Qig, падает ниже 2 мА, транзистор начинает потреблять ток из нагрузки, разность между двумя этими токами является током нагрузки ОУ. Если выходное напряжение падает ниже начального уровня напряжения покоя, МОП-транзистор открывается. В результате том начинает течь и через включенный по диодной схе.ме транзистор De, Который в данном случае (при открытом Qai) в сочетании с Qie образует схему токового зеркала. Таким образом, ток через Q,i, а Следовательно, и через D, приведет к протеканию точно такого же тока через Q,j, причем этот ток в данном случае составляет основную часть выходного тока.

Основные характеристики СА3140 представлены в табл. 6.6 АЛЯ напряжения питания ОУ ±15 В и Г = 25 °С.



Глойа 6

ОУ СА3140

Таблица 6.6

Параметр

Минимум Номинал Максимум

Напряжение смещения Vga, мВ

Входной ток смещения /д, пА

Входной ток сдвига /qs, пА

Входное сопротивление, ТОм

Коэффициент усиления без обратной связи, Aql (0) при Rl = Ч кОм, В/мВ

Коэффициент ослабления синфазрого сигнала, дБ

Киэффпциент ослабления нестабильности источника питания, дБ Члстота единичного усиления /„, А\Гц Скорость нарастания выходного напряжения, В/лжс

20 70 76

10 0,5 1,5 100

15 50 30

Счетверенный ОУ на КМОП-транзисторах. Примером счетверенного ОУ, полностью состоящего из МОП-транзисторов, может служить ОУ МС1457,3 (фирма Motorola). Упрощенная функцно-

+ о-- о-

Ссомр 4h-

-OVo

Рис. 6.24. КМОП ОУ (упрощенная схема) MCI4573 фирмы Motorola Semtcon-

ductor Products Inc.

ыальная схема од!Югоиз ОУ показана на рис. 6.24. Транзисторы Q V Q.2 образуют р канальный МОП-дифференциальный усилитель, причем транзисторы (?, и (схема токового зеркала) служат активной нагрузкой этого усилителя. Смещение дифференциаль-



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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 [ 151 ] 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193