Главная -> Книги

(0) (1) ( 2 ) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (2)

Таблица 1. Электрические параметры операционных усилителей

Условное обозначение

Наименование

Тип ОУ

i пот

Напряжение питания, В

Ток потребления, мА

Сопротивление нагрузки, кОм

Диапазон выходных напряжений, В

Коэффициент усиления, В/мВ

Входное сопротивление, МОм

Выходное сопротивление, Ом

Дифференциальное входное напряжение, В

Синфазное входное напря-

+ 10% <

>

<

> > <

<

±12,6 4,2 5

+84--6,3

0,004 700 d=l,5

±3

<

>

п >.

>>

>>

о -а-

ч: >.

со 1П

>.

< >.

±15

±15

±15

±15

±15

±6

±15

±15

+ 12-

±11,5

±12

±10

±11

±4

±10

±10

- 10

1000

±30

±20

±4

±13,5

±30

±2

±5

±10

±15

±15

±6

±6

±12

±5

±13,5

±10

жение, В

с/см

Напряжение

<

±7

±5

±4

±4

±2

±5

±5

±2,5

±30

смещения, мВ

Входной ток,

<

8000

0,15

Д/вх

Разность

<

±1500

±10

±50

±50

±0,2

±200

±150

±20

±0,05

входных токов,

At/см/АТ

Температур-

<

ный дрейф на-

пряжения сме-

щения, мкВ/С

АА/вх/

Температур-

<

0,003

ный дрейф раз-

ности входных

токов, нА/°С

Частота еди-

>

ничного усиле-

ния, МГц

Скорость на-

>

0,25

растания вы-

ходного напря-

жения, В/мкс

/ос.сф

Коэффици-

>

ент ослабления

синфазного си-

гнала

Число внеш-

<

них элементов

частотной кор-

рекции Зарубежный

цА702

МС1456

цА741

LM118

LM108

LM101

WCC188

fxA725

iA740

аналог



Скорость нарастания выходного напряжения Vjgjj -наибольшая скорость изменения выходного напряжения ОУ при воздействии входного импульса прямоугольной формы амплитудой более 0,1 В.

Коэффициент ослабления синфазных входных напряжений Кос, сф - коэффициент, равный отношению приращений синфазных входных напряжений к входному напряжению, вызывающему такое же приращение выходного напряжения.

Другими словами, это отношение коэффициентов усиления по напряжению для дифференциального и синфазного сигналов. Выражается это отношение в логарифмической мере - децибелах.

Напряжение смещения Ucm. - постоянное входное напряжение, при котором выходное напряжение равно нулю.

Входной ток /вх - среднее арифметическое значение входных токов при выходном напряжении, равном нулю.

Разность входных токов Д/вх-разность значений токов, протекающих через входы ОУ при выходном напряжении, равном нулю.

Влияние температуры на параметры ОУ выражается в изменениях напряжения смещения Ucы!T, входного тока Д/вх/АГ, разности входных токов ДД/вх/ДГ и коэффициента усиления АК/М.

В табл. 1 приведены электрические параметры некоторых отечественных ОУ [41, 42].

5. Принципиальные схемы ОУ

140УД1. Схема интегрального ОУ типа 140УД1 приведена на рис. 3. Она состоит из трех усилительных каскадов: двух дифференциальных каскадов на транзисторах Ti-Te и выходного каскада на транзисторе Гэ со схемой сдвига уровня.

Согласованная по характеристикам транзисторная пара Ti-Tz образует дифференциальный каскад, в эмиттерную цепь которого включен источник тока на транзисторе 7з. Транзистор Те, включенный диодом, обеспечивает стабильность эмиттерного тока транзисторов Ti-Гг при изменении температуры. Ток источника тока определяется резистором Rs. Каскад обеспечивает большое усиление дифференциального сигнала. Нагрузкой для синфазного сигнала является большое внутреннее сопротивление источника тока на Тз (примерно сотни килоом), что и определяет ослабление синфазного сигнала во входном каскаде.

Второй каскад (Ti, Т5) также собран по дифференциальной схеме с той разницей, что в коллекторной цепи транзистора Ti отсутствует нагрузка. При этом осуществляется переход от незазем-ленного выхода первого каскада к заземленному выходу второго.

Сигнал с коллектора транзистора Гз поступает на эмиттерный повторитель Т&.

Часть выходного напряжения с делителя Rio, Rn подается в эмиттер транзистора Г7, включенного для сигнала по схеме с общей базой.

На базу транзгистора Гэ поступает в фазе часть выходного напряжения, т. е. образуется положительная обратная связь, повышающая общий коэффициент усиления.


Рис. 3. Принципиальная электрическая схема ОУ типа 140УД1.

Если синфазный сигнал проникает на выход схемы, то по цепи ОС он подается в базу транзистора Гз, смещая его так, чтобы ослабить действие снн([)аз110го напряжения.

Выводы 2, 3 я 12 предназначены для частотной коррекции микросхемы (см. приложение).

140УД2. Первый дифференциальный каскад (рис. 4) состоит из транзисторов Г1-Ti, включенных по схеме Дарлингтона, и источника тока на транзисторе Г5. За счет малых входных токов обеспечивается высокое входное сопротивление. Э.миттерный ток транзисторов Гг, Гз определяется резистором R3.

Транзистор Те, включенный диодом, служит для частичной термокомпенсации дрейфа напряжения база - эмиттер транзисторов Гг, Гз; /?5, Re - коллекторные нагрузки транзисторов Гг, Гз. Транзистор Гт включен для подавления синфазного напряжения.

Второй дифференциальный каскад собран по аналогичной схеме.

Третий каскад {Тц-Ти) обеспечивает переход от симметричного входа к заземленному выходу, снижает уровень постоянного напряжения и управляет выходным каскадом. Диоды Д1, Дг предохраняют эмиттерные переходы транзисторов Тц, Г15 от пере-



грузки. Сигнал с коллектора транзистора Тп поступает на транзистор Tis, включенный по схеме с общим эмиттером.

С коллектора транзистора Tis осуществляется управление одним плечом выходного каскада (Г22, Т23) Транзистор Т\д совместно с транзистором Tzi является повторителем тока, который ин-

Частотная коррещая 89 9

tj-j!

Rs 15к

Вход

i 6к

10 о-


Частотная коррекция Рис. 4. Принципиальная электрическая схема ОУ типа 140УД2.

вертирует фазу и управляет вторым плечом двухтактного выходного каскада (То, 21). Применение составных пар транзисторов значительно уменьшает выходное сопротивление ОУ.

140УД5. Схема (рис. 5) представляет собой модернизацию микросхемы 140УД1. Во входном каскаде добавлены эмиттерные повторители. Второй дифференциальный каскад питается от отдельного источника тока. Наличие дополнительных выводов расширяет применение схемы. Микросхему можно использовать как широкополосный ОУ, имеющий параметры, близкие параметрам схемы 140УД1. Сигнал подается на вход 9,10; вход 8,11 остается свободным. Когда необходимо обеспечить входное сопротивление около 100 кОм, используются дополнительные эмиттерные повторители и сигнал подается на вход 8, 11.

140УД6. Входной каскад схемы на рис. 6 содержит эмиттерные повторители на транзисторах Ti и Гц с очень большим коэффициентом усиления по току (около 5000). Эго так называемые

супер-бета-транзисторы. Их получают путем дополнительной эмиттерной диффузии, но при этом уменьшается напряжение пробоя этих транзисторов. Транзисторы Г4, Гэ обеспечивают низкое напряжение коллектор - эмиттер входных транзисторов. Транзисторы 72, Г13 с резисторами Ru Re представляют собой динамическую нагрузку входного каскада. Источник тока на транзисторе Тг задает ток входного каскада. Для зашиты от перегрузок при больших дифференциальных напрял<ениях к коллекторам Ti, Тц подключе-

Частотная коррещая Частотная коррекция 96 912 9J 92


Частотная коррени,тя

Рис. 5. Принципиальная электрическая схема ОУ типа 140УД5.

ны транзисторы, включенные диодами с высоким пробивным напряжением. Сигнал с первого дифференциального каскада подается на эмиттерный повторитель на транзисторе Г16. Режим ОУ по постоянному току определяется стабилизатором на транзисторах Г13, Ги.

Второй усилительный каскад собран на транзисторе Г20 с динамической нагрузкой - источником тока на транзисторе Тп.

Оконечным каскадом является двухтактный эмиттерный повторитель на транзисторах Г25 и Г24, Г27. Начальное смещение рабочей точки каскада определяется падением напряжения на транзисторах Г18, Г1Э, Г22, а его температурная стабилизация - транзисторами Г21, Г23, Гге.

Операционный усилитель типа 140УД6 отличается малым значением и температурной стабильностью входного тока.

140УД7. Операционный усилитель (рис. 7) относится к усилителям общего применения. Он имеет входной каскад, построенный по схеме ОК-ОБ на транзисторах Гь Гг, Ге, Тт.

Напряжение, снимаемое с выхода первого каскада (с коллекто-

2-109



(0) (1) ( 2 ) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20)