Операционные усилители




ОПЕРАЦИОННЫЕ УСИЛИТЕЛИ


Цель работы: Изучение принципа работы и  измерение  основных параметров и характеристик операционных усилителей. Компьютерное моделирование базовых функциональных устройств на основе операционных усилителей.

 

 

1.     Дифференциальный каскад как базовый элемент аналоговых интегральных микросхем

 

     Наиболее распространенной схемой, на базе которой создаются усилители постоянного тока, операционные усилители, цифровые микросхемы эмиттерно-связанной логики, является дифференциальный каскад.

     Дифференциальный усилительный каскад (рис.1) выполняют по принципу сбалансированного моста, два плеча которого образованы резисторами Rк1 и Rк2, а два других – транзисторами Т1 и Т2. Выходное напряжение снимается между коллекторами транзисторов (т.е. с диагонали моста).

     На транзисторе Т3 собрана схема источника стабильного тока Iэ, определяющего сумму эмиттерных токов Iэ1 и Iэ2 транзисторов Т1

и Т2. Для определения тока Iэ необходимо знание напряжения между точками схемы 1 и 2.

Iэ=(U1-2 – 0,6) / R3 = (I1R2 – 0,6) / R3.

     Питание каскада производится от источников +Ек1 и – Ек2 с равными напряжениями относительно общей точки (земли).

     С помощью напряжения Ек2

снижают потенциал эмиттеров транзисторов Т1 и Т2

относительно общей точки схемы. Это позволяет подавать сигналы на входы усилителя без введения дополнительных смещений.

     Схема дифференциального каскада требует применения близких по параметрам транзисторов Т1, Т2 и равенства сопротивлений Rк1, Rк2.

     Благодаря этому, при входных сигналах, равных нулю, достигается баланс моста, напряжения на коллекторах обоих транзисторов равны и выходное напряжение, снимаемое с диагонали, Uвых = Uвых 1 – Uвых 2 = 0. Идентичность параметров транзисторов Т1 и Т2 легко достигается при интегральном исполнении, когда их изготовление осуществляется в едином технологическом процессе на общем кристалле полупроводника.




Содержание    Вперед