Запорожец Издания
28 Глава 1 Дос обеспечивает обратную связь, стабилизирующую выходной каскад, предотвращая температурный дрейф напряжения в точке X. На фиг. 1.13 показана полная схема типичного операционного усилителя. При анализе данной схемы можно выделить рассмотренные выше каскады. Хотя конкретная внутренняя структура интегральных ОУ непрерывно совершенствуется, включая создание входов на ПТ или биполярных составных транзисторах, внутреннюю коррекцию, ограничение входного напряжения и выходного тока и т. д., однако схемы, приведенные в данной главе, дают нам основные понятия о внутреннем функционировании интегрального ОУ. Другие компоненты и схемные узлы, содержащиеся в некоторых типах ОУ, будут рассматриваться по мере необходимости. Вопросы 1. В KajsoM из выводов транзистора течет намного меньший ток, чем в двух его других выводах? 2. По каким выводам биполярного транзистора текут приблизительно равные токи? 3. По каким выводам ПТ течет один и тот же ток? 4. Напряжение между какими выводами управляет током стока в схеме на полевом транзисторе? 5. Каково назначение дифференциального усилителя? 6. Дифференциальный усилитель на биполярных транзисторах имеет более высокое или более низкое входное сопротивление и больший или меньший коэффициент усиления по напряжению, чем усилитель на полевых транзисторах? 7. Какова цель каскадного (последовательного) соединения дифференциальных усилителей? 8. 0т1ичается ли ОУ от дифференциального усилителя с точки зрения внешних соединений? 9. Каково назначение промежуточного каскада, включенного за вторым дифференциальным усилителем, как это показано на фиг. 1.13? 10. В каком приблизительно диапазоне может изменяться выходное напряжение ОУ, показанного на фиг. 1.13? Задачи 1. Чему приблизительно равен базовый ток /g транзистора, -если его коллекторный ток /к = 0,5 мА, а hp = 80? 2. Какое напряжение относительно земли будет на коллекторе каждого транзистора в схеме фиг. 1.4 и чему равно дифференциальное выходное напряжение схемы, если оба входа за- землены, Eg = Ei,= 10 В, = Rk2 = 7,2 кОм, а /?э = Ю кОм> (Предполагается, что транзисторы идентичны.) 3. Какое приблизительно напряжение относительно земли можно ожидать на каждом выходе в схеме, описанной в предыдущей задаче, и чему равно дифференциальное выходное напряжение, если на каждый вход подать постоянное напряжение ±400 мВ? 4. Чему приблизительно равен постоянный базовый ток, протекающий в каждом входе схемы к задаче 2, если р каждого транзистора равны 200? 5. Каков приблизительно диапазон коэффициента усиления по напряжению в схеме, описанной в задаче 2, если предположить, что внутренние сопротивления источников Vi и V2 пренебрежимо малы? 6. Если в схеме фиг. 1.7 /о = 0,4 мА, 12 В и Rc- - -: 7?р2 20 кОм, то чему приблизительно равно напряжение сток - земля на каждом ПТ при заземленных затворах обоих .tpansHCTOpOB? (Предполагается, что ПТ идентичны.) 7. Предположим, что мы хотим привести потенциалы обоих выходов в схеме фиг. 1.10, с к О В относительно земли при заземленных входах. Подстройкой потенциометра в 100 кОм мы получаем О на выходе 3, но при этом мы имеем --1,5В на выходе 4. При дальнейшей подстройке на выходе 4 устанавливается О, но на выходе 3 при этом получается -1,5 В относительно земли. Как вы измените внешние соединения в схеме или величины элементов в ней? Глава 2 ХАРАКТЕРИСТИКИ ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ И ТРЕБОВАНИЯ К ИХ ИСТОЧНИКАМ ПИТАНИЯ Термин «операционный усилитель» относится к усилителю постоянного тока с большим коэффициентом усиления, имеющему дифференциальный вход (два входных зажима) и несимметричный выход (один выходной зажим). Напряжение выходного сигнала Увых больше дифференциального входного сигнала между двумявходами в число раз, равное коэффициенту усиления схемы (фиг. 2.1). ОУ обладает высоким входным и низким Фиг. 2.1. Типовое обозначение ОУ. -Ь V-напряжение положительного источника питания; -F-напряжение отрицательного источника пи-тания; KVfV . ВЫХОДНЫМ сопротивлениями, большим коэффициентом усиления и другими характеристиками, которые делают его в высшей степени пригодным для многих применений, ряд которых приведен и обсуждается в последующих главах. При рассмотрении некоторых применений и сравнении характеристик типичных ОУ мы увидим, что одни усилители явно лучше других. Наиболее желательными характеристиками, которые стремятся получить изготовители ОУ, являются идеальные характеристики. Хотя идеальных характеристик достичь невозможно, мы будем считать, что они таковы в действительности, так как это является необходимым условием при составлении соответствующих схем и уравнений. Эти схемы и уравнения хорошо описывают и реальные ОУ при условии, что их характеристики не слишком далеки от идеальных. Реальные значения характеристик ОУ являются более или менее идеальными в зависимости от внешних по отношению к ОУ условий: сопротивлений источника сигналов 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
|