Запорожец Издания
4.3. Входной ток сдвига /, вх. сдв в предыдущем разделе мы видели, что резистор R2, включенный последовательно с неинвертирующим входом 2, уменьшает выходное напряжение сдвига, вызываемого входным током смещения. Однако уравнение (4.5) для нахождения необходимого значения R2 было выведено в предположении, что базовые токи смещения /б1 и 12 равны между собой. На практике же эти токи, как отмечено в уравнении (4.3), лишь приблизительно равны друг другу вследствие разбалансов внутри схемы ОУ. Входной ток сдвига /вх.сдв, который обычно приводится в спецификациях, является параметром, показывающим, насколько далекими от равенства могут быть токи /б1 и /б2. Практически напряжения на входах 1 и 2 относительно земли. Это означает, что постоянное дифференциальное входное напряжение Увх. д, приводящее к появлению выходного напряжения сдвига Увых.сдв, отсутствует. Значение R2, необходимое для устранения или уменьшения постоянного дифференциального входного напряжения Увх. д и соответствующего выходного напряжения сдвига Увых.сдв, очень легко определить. Заметим, что на фиг. 4.9 ток /б1 имеет на своем пути две параллельные ветви -одну, содержащую последовательно включенные Ri и Rr, а другую - Roc- Таким образом, при Увых -О ток /б1 встречает на своем пути сопротивление Ri + Rt, включенное параллельно сопротивлению обратной связи Roc- Поскольку ток /б2 должен проходить через резистор R2 с сопротивлением, равным общему сопротивлению, которое встречает на своем пути /б1, можно показать, что Пример 4.4 Для схемы фиг. 4.6 определите, какой величины сопротивление нужно включить последовательно с неинвертирующим входом- (контакт 3) для уменьшения или полного устранения выходного напряжения сдвига, вызываемого входным током смещения? Примем, что внутреннее сопротивление источника сигналов Уг пренебрежимо мало. Ответ. Так как входной резистор Ri = 1 кОм, резистор обратной связи Roc = 100 кОм, а сопротивление источника сигнала Д= О, то ВХОДНОЙ ток сдвига определяется как разность двух базовых токов смещения, т. е. /вх.сдв = 1/б1 -/б2 1. (4.6) Зная значение входного тока сдвига /вх.сдв, мы можем предсказать, насколько велико может быть выходное напряжение сдвига, вызываемое наличием базовых токов смещения, в схеме, подобной той, которая показана на фиг. 4.9. Вследствие неравенства токов /б1 и /б2 напряжения на входах 1 и 2 относительно земли будут неодинаковы даже в том случае, если используется Rz с правильно выбранным значением. Это приводит к возникновению постоянного дифференциального входного напряжения Увх.д, которое в свою очередь вызывает появление выходного напряжения сдвига Увых.сдв- Другими словами, значения постоянного дифференциального входного напряжения и соответствующего выходного напряжения сдвига зависят от разности базовых токов смещения /б1 и /б2, которая является входным током сдвига /вх. сдв- Величина выходного напряжения сдвига Увых. сдв в схеме фиг. 4.9, обусловленная входным током сдвига /вх. сдв, может быть хорощо аппроксимирована следующим уравнением): Увых. сдв /?Ос/ех. сдв, (4.7) если /?2 имеет значение, определяемое уравнением (4.5). Пример 4.5 Для схемы, изображенной на фиг. 4.10, найдите максимальное значение выходного сдвига, вызываемого входным током Фиг. 4.10. ЮОкОм -ллл\- /МОм -ЛЛЛЛг- гком 9/кОм сдвига /вх. сдв. Используется ОУ типа 741, внутреннее сопротивление источника сигналов Уг пренебрежимо мало. ) Вывод этого уравнения см. в приложении 2. ОУ с транзисторами, имеющими высокие значения р, называют иногда ОУ с входными супер-р-транзисторами. Очень высокое значение коэффициента усиления по току р можно получить и при включении пары обычных транзисторов по схеме Дарлингтона. Ответ. Максимальный входной ток сдвига в усилителе типа 741 /вх. сдв = 200 нА, как это следует из спецификации. По-скольку величина /?2 удовлетворяет уравнению (4.5), выходное напряжение сдвига, обусловленное наличием /вх. сдв, довольно-точно можно ВЫЧИСЛИТЬ из уравнения (4.7). В данном случае Увых. сдв /?Ос/вх. сдв = 1 МОм (200 нА) = 200 мВ. Это указывает на то, что даже при наличии между неинвертирующим входом и землей соответствующим образом выбранного резистора R2 в схеме может иметь место выходной сдвиг, обусловленный неравенством базовых токов смещения. Однако если R2 не использовать, то вызываемый входными токами сдвиг будет значительно больше и создаваемые им трудности также возрастут. Пример 4.6 Вновь обратившись к схеме фиг. 4.10, найдите максимальное значение выходного сдвига, вызываемого входными токами, если R2 удален и неинвертирующий вход подключен непосредственно к земле. Как и прежде, используется ОУ741. Ответ. Увых.сдв/?ос/б= 1 МОм (500нА) = 500 мВ. Необходимо отметить, что выходной сдвиг может увеличиваться при отсутствии резистора R2 более чем вдвое. Поэтому R2 можно применять в зависимости от того, насколько важно иметь малый сдвиг на выходе. Как мы увидим в следующей главе, необходимо также учитывать требуемую температурную-стабильность выходного напряжения. Определяющим фактором является также величина резистора обратной связи. Как упоминалось выше, при использовании малых сопротивлений обратной связи влияние базового тока смещения и входного тока сдвига также относительно невелико. Во входных дифференциальных каскадах некоторых типов интегральных ОУ используются полевые транзисторы или биполярные транзисторы со сверхвысоким значением р). Они имеют постоянные входные токи порядка нескольких наноампер. Некоторые гибридные модели ОУ, содержащие дискретные элементы и интегральные схемы, имеют входные токи смещения до 0,01 пА. Разумеется, столь малые постоянные входные токи смещения вызывают выходное напряжение сдвига ничтожно малой величины. Как мы увидим ниже при рассмотрении применений ОУ, снижение вход- 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
|