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

/б, как видно из приложений, обычно приводится в спецификациях на ОУ. Он определяется как среднее значение двух базовых токов смещения, т. е.

/ /б1 + 1б2

б--о-

(4.2)

Эти базовые токи смещения Ii и /б2 приблизительно равны, поэтому приводимый в спецификациях входной ток смещения /б приблизительно равен каждому из них, т. е.

/б/б,=/б2- (4.3)

Величина входного тока смещения обычно мала и находится в зависимости от типа ОУ в диапазоне от нескольких единиц до

Фиг. 4.7. Базовые токи смещения втекают в ОУ и возвращаются в шину через источники питания.


нескольких сотен наноампер. Хотя эта величина кажется незначительной, /б может, как мы увидим, создавать проблемы в тех случаях, когда в схемах используются резисторы обратной связи с относительно большими сопротивлениями.

Фиг. 4.8.

Ток встречает на своем пути к земле некоторое сопротивление, в то время как входная цепь для тока /g2 замкнута накоротко.

-WW-

Трудности, которые возникают из-за наличия базовых токов смещения, можно представить, проанализировав их влияние на типовую схему включения усилителя, показанную на фиг. 4.8. Отметим, что /б2 вытекает из щины земли и входит непосредственно во входной зажим 2 (см. токи типичного дифференциального входного каскада на фиг. 1.8). Поэтому на входе 2 будет О В относительно земли. С другой стороны, базовый ток смещения /б1 встречает на своем пути ко входу / сопротивление, так как параллельные цепи, содержащие Ri и Roc, создают общее эф-



фективное сопротивление базовому току сменхения /сь Протекание /б1 через это эффективное сопротивление приводит к тому, что на входе / появляется напряжение. Из-за присутствия на входе / постоянного напряжения относительно земли и О В относительно земли на входе 2 между этими входами образуется дифференциальное входное напряжение. Это постоянное" входное напряжение, усиленное за счет действия коэффициента усиления ОУ с ОС, приводит к появлению выходного напряжения сдвига Увых. сдв- Величину этого напряжения, вызываемого базовым током смещения /gi, приближенно можно оценить из уравнения )

вых. сдв C-Wfi, (4.4)

где /б - hi обычно сообщается изготовителем. Пример 4.2

Определите, какое максимальное выходное напряжение сдвига, вызываемое базовым током смещения, может возникнуть в схеме йа фиг. 4.6, если она не сбалансирована. Используется ОУ типа 741.

Ответ. В соответствии со спецификацией на ОУ741 (приложение 8) максимальный входной ток смещения h = 500 нА. Так как Roc = 100 кОм, базовый ток смещения может вызывать появление выходного напряжения сдвига величиной до

Увых. сдв Rod б = 100 кОм (500 нА) == 50 мВ. (4.4)

Рассмотрев примеры 4.1 и 4.2, можно сделать вывод, что сдвиг выхода, вызываемый входным напряжением сдвига Увх.сдв, в 10 раз превышает сдвиг, вызываемый входным током смещения /б. Можно было бы предположить, что входное напряжение сдвига Увх.сдв является более серьезной проблемой. Однако на самом деле из уравнения (4.4) видно, что при больших значениях сопротивления обратной связи ос выходное напряжение сдвига Увых. сдв, обусловленное током смещения /б, будет больше и может вызвать более серьезные трудности.

Пример 4.3

Вновь обратившись к схеме фиг. 4.6, предположим, что мы заменили входной резистор сопротивлением в 1 кОм на 100 кОм, а резистор обратной связи в 100 кОм на 10 МОм.

а) Как это повлияет на коэффициент усиления при наличии ОС Кос данной схемы по сравнению с первоначальной? Для несбалансированной схемы найдите

Вывод этого уравнения см. в приложении 1,



б) Максимальный сдвиг выхода, вызываемый входным напряжением сдвига Увх. сдв-

в) Максимальный сдвиг выхода, обусловленный входным током смещения /б. Тип ОУ тот же, что и в предыдущих примерах.

Ответ, а) Коэффициент усиления Кос не изменяется, так как усиление данной схемы очень близко к отношению RocIRi, которое осталось прежним.

б) Так как Кос не изменился, то и выходной сдвиг, вызываемый входным напряжением сдвига, не изменится [см. уравнение (4.1)].

-WN-


Фиг. 4.9.

Резистор Яг, включенный последовательно с иеин-вертирующим входом; он уменьшает выходное напряжение сдвига, вызванное наличием входного тока смещения /е.

в) Выходной сдвиг, вызываемый входным током смещения /б, в соответствии с уравнением (4.4) больше в тех схемах, где используются ббльшие сопротивления обратной связи. Таким образом, в данном случае

Увых. сдв = Roch = 10 МОм (500 нА) = 5 В.

Это относительно большой выходной сдвиг. Он достигает значения шкалы выходных напряжений некоторых схем ОУ, особенно если для их питания используются небольшие напряжения или если они нагружены на малое сопротивление R. Данный пример служит хорошим доводом в пользу использования малых сопротивлений обратной связи.

Влияние входного тока смещения /б на выходное напряжение сдвига можно свести к минимуму, если включить, как показано на фиг. 4.9, последовательно с неинвертирующим входом резистор R2. Выбрав R2 соответствующей величины, можно сделать сопротивление, оказываемое базовому току смещения /б2, равным тому сопротивлению, которое встречает на своем пути базовый ток смещения /б1. Это создаст постоянное напряжение на входе 2, равное напряжению, которое установилось на входе /. Другими словами, если токи Ii и /б2 равны и равны сопротивления, которые схема оказывает этим токам, то равны и



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