лизуемую полосу усиления ОУ. Выходное напряжение на этой частоте ниже, че.м для постоянього тока примерно в 30 раз.

3. Максимальное выходное напряжение Ьвыхмакс - макснмапь-ное значение выходного напряжения, при котором искажения не превышают заданного значения, В отечественной практике этот пара метр измеряется относительно нулевого потенциала как в положительную, так и в отрицательную сторону ±ивы.чмакс. В зарубежных каталогах приводят значение максимального диапазона выходныч напряжений, который равен 2ивых. Выходное напряжение измеря ется прн определенном сопротивлении нагрузки. При уменьшении сопротивления нагрузки величина Свихмакс уменьшается.

4. Скорость нарастания выходного напряжения v-отношение изменения Узых от 10 до 90 % от своего номинального зна чения ко времени, за которое произошло это изменение. Параметр характеризует скорость отклика ОУ на ступенчатое изменение сигнала на входе; при измерении ОУ охвачен ООС с общим коэффициентом усиления от 1 до 10.

5. Напряжение смещения Ьсм - значение напряжения, которое необходимо подать на вход ОУ, чтобы на выходе напряжение б.ыло равно нулю. Операционный усилитель реализуется в виде микросхемы со значительным числом транзисторов, характеристики которых имеют разброс по параметрам, что приводит к появлению постоянного напряжения на выходе в отсутствие сигнала на входе. Параметр Ucw по.могает разработчикам рассчитывать схемы устройств, подбирать номиналы компенсационных резисторов.

6. Входные токи \ех - токи, протекающие через входные контакты ОУ. Эти токи обусловлены базовыми токами входных бипо лярных транзисторов и токами утечки затворов для ОУ с полевыми транзисторами на входе. Входные токи, проходя через внутреннее сопротивление источника сигнала, создают падения напряжений, которые могут вызывать появление напряжения на выходе в отсутствие сигнала на входе.

7. Разность входных токов А1зх. Входные токи 1огут отличаться друг от друга на 10,..20 %. Зь-ая разность входных токов, можно легко подобрать номинал балансировочного резистора.

Все параметры ОУ из.меняют свое значение - дрейфуют с изменением температуры. Особенно важными дрейфами являются,-

8. Дрейф напряжения смещения ДЬсм.

9. Дрейф разности входных токов ЛА1вх.

10. .хаксимальное входное напряжение Ubx - напряжение, прикладываемое между входными выводами ОУ, превышение которого ведет к выходу параметров за установленные границы или разрушению прибора. В таблицах приводятся значения irUox, в зарубежной литературе - абсолютные значения диапазона.

11. .Максимальное синфазное входное напряжение Ubx сф - наибольшее значение напряжения, прикладываемого одновременно к обоим входным выводам ОУ относительно нулевого потенциала, превышение которого нарушает работоспособность прибора. В отечественной документации привотят модуль величины Vц ct. а в зарубежной - диапазон.

12 Коэффициент ослабления синфазного сигнала Кос сф- -отношение коэффициента усиления напряжения, приложенного между входами ОУ, к коэффициенту усилеттия общего для обоих входов напряжения,

13 Выходной ток 1вых - максимальное значепне выходного тока ОУ, при котором гарантируется работоспособность прибора. Это значение определяет минимальное сопротивление нагрузки. Очень важно при расчете ко.мплекстюго сопротивления нагрузки учитывать, что при переходт1Ых процессах включения (выключения) ОУ значения емкостной или индуктивной составляющей сопротивления нагрузки резко изменяются и при неправпльном подборе нагрузки схема может выйти из строя.

Часто вместо значения 1вих в документации приводят минимальное значение сопротивления нагрузки R . Большая часть ОУ. разработанных в последнее время, имеет каскад, ограничивающий величину выходного тока при внезапном замыкании выходного контакта на щину источника питания или пулевой потенциал. Предельный выходной ток при этом - ток короткого замыкания Ь, з равен 25 мА.

Конструкторы и технологи микросхем ОУ постоянно ищут способы улучшения основных параметров .арнборов: увеличения Kvu f Уп п др. Применяя схемотехнические решения и вводя новые

технологические приемы, стараются снизить значения паразитных параметров Ucm, 1в , А1е, и их дрейфов, а также мощность, потребляемую прибором. Как правткто. достичь .максимальных значений для всех параметров невозможно. Достн.женне максимального значения одного параметра часто осуществляется за счет ухудшения другого. Так, увеличение коэффициента усиления по напряжению влечет за собой снижение частотных свойств, и наоборот.

Как результат поисков и эволюции схемотехнических и технологических решений был создан ряд ОУ, который согласно квалификации по ГОСТ 4.465-86 делится на: универсальные (обшего применения), у которых K yu= 10..105; fi=!,5...10 МГц; прецизионные (ин. трументалы.ыс) с К ь*-О гарантированными малыми уровнями UcM<0,5 мВ и его дрейфа: быстродействующие со скоростью нарастания выходного напряжения v >20 В,мкс; регу-

- вых

лирусмьте (микромошные) с током потребления 1 от<1 мА. В данной главе отдельно рассматриваются многокаиа.тьные ОУ и ОУ с повышенными выходными характеристиками Uubix и I ы.х.

5.2.2. Универсальные сперациснные усилители

На рис. 5.1,0 приведена базовая схема двухкаскадного универсального ОУ, содержащая входной дифференциальный усилитель (транзисторы VT1 - VT4) и второй каскад усиления с общим эмиттером (транзисторы VT5, VT6). На выходе схемы включен двухтактный усилитель мощности - эмиттериый повторитель, работающий в режиме АВ. Второй каскад работает как интегратор на высоких частотах, поскольку от коллектора на инвертирующий в.чод (базу VT5) включен конденсатор коррекции Ск - ЗО пФ. Данное интегрирующее звено дает единственный полюс для амплитудной частотной характеристики ОУ.

Работу входного дифференциального каскада можно проиллюстрировать диаграммой распределения токов (рнс. 5.1,6). В отсутствие входного напряжения токи эмиттеров транзисторов VT1 и VT2 равны величине 1 поэтому одинаковы и токи эмиттеров транзисторов VT3 и VT4. При этом полагаем, что базовые токи транзисторов

Г /7 Р у-г

СГ/7

X -В- ir fr ° Гг Ч ,

Рис 5.1. Базовая схема двухкаскадиого универсального операцнои

ного >СИЛ!!Те 1Я

йпротонная при, JuinnaajHaH схема; б - >Т-оры то, )в :грен,1и Т1,.[>г(

каскада

пренебрежимо малы. При идентичности технологических napaMeiDJ* транзисторов ток VT4 всегда будет равен току VT3 Такое включс ние транзисторов называют зеркалом токов . Потенциал точки В выхода дифферецциа.1ьного усилителя, равен примерно 2Ug9. Kor... появляется напряжение мея.ду входами ОУ, токи э.миттеров VT и VT2 изменяются на ±;gm,LBs/2, где guu- 1/2(р -крутизна уси.1е ния транзнстора; q,j 26 .чВ

Допустим, 410 ток транзистора VT1 получил приращение Л1.=-= -gnibDx/2 Тогда ток \Т2 должен уменьшиться иа величин; -gmiLBi/2, поскольку оба транзистора питаются от генератора ста бильного тока (ГСТ).

Нагрузка <зеркало токов удваивает изменение тока А1вых1 на выходе первого каскада Действительно, в точку В втекает ток сИ нала Ibuxi = -2Д1, поскольку второе приращение Д1 есть откль. коллекторной цепи транзистора VT4 на изменение его базового ит пряжения, которое, в свою очередь, вызвано ириращен.шм то- а транзистора VT3 иа величину Л1. Далее сигнал уси.н1вается вгорь. каскадом (транзисторы VT5и VT6) и поступает на усилитель moT-ности ОУ, транзисторы (VT7 и VT8) которого, как правило, работа ют в режиме АВ. Токи Ii и Ь каскадов ОУ стабилизируются раЗ личными по конфигурации схемами внутренней стабилизаикш Коэффициент усиления по напряжению ОУ на низкой частоте Ку; =Lrbix/LBx gmih5hf,h7; Рн,/(1 + Рвчг/Риьт), где Ru - сопротинлеп.1 нагрузки: li - коэффициент усиления транзистора но току; Р ыч1-рычодное соиротнв.тенне первого каскада; Rpxa - входное сопротивление второго каскада.

Коэфф1щиент уси 1ения напря,ч{ения ОУ на высокой частоте з-i-рисит в основном от частошых свойств второго каскада- интегра тора: Kyu(oT)-=UBbix(co)/UBx((o)=gmi/CK(co)=gmi(wCK), где С,- емкость корректиующего конденсатора; ы = 2л1вх, fox - частот. входйого сигнала.