Лекция 2 Схемотехника интегральных операционных усилителей (ОУ), характеристики и параметры ОУ. U1 1 3 U2 2 рис. 1. Обозначение операционного усилителя в схемах: 1 - инвертирующий вход; 2 - неинвертирующий вход; 3 – выход. Рис. 1. Обозначение операционного усилителя в схемах: 1 – инвертирующий вход, 2 – неинвертирующий вход, 3 – выход Rk1 Rk2 Uвых R1 + E1 - Т1 Т2 вх1 вх2 Т3 Uбэ Uэ 2 + E2 Rэ R2 - рис. 1. Схема дифференциального усилительного каскада на биполярных транзисторах. Рис. 2. Схема дифференциального усилительного каскада на биполярных транзисторах 2 (I К1 I К 2 ) I К3 1 0,5 -1,5 -1 -0,5 0,5 1 1,5 -0,5 U1 U 2 2φТ -1 рис. 1.. Зависимость нормированной разности коллекторных токов Ik1 и Ik2 от нормированной разности входных напряжений U1 и U2. Рис. 3. Зависимость нормированной разности коллекторных токов IК1 и IК2 от нормированной разности входных напряжений U1 и U2 2(IК1-IК2)/IК3 = th((U1-U2)/2φТ) +E Rэ1 Rэ2 Т3 Т4 Вых +U1 -вх1 + Т1 -U2 Т2 вх2 >> I0 -E Рис. 4. Схема дифференциального усилительного каскада с динамической нагрузкой в цепях коллекторов +E Rэ1 Rэ2 Rэ3 Т3 Т4 Выход Т5 вх1 вх2 Т1 T2 >> I0 -E Рис.5. Упрощенная схема входного дифференциального каскада с полевыми транзисторами с управляющим p-n переходом +E R T1 I1 Д1 Д2 T2 I2 Rн T3 вх -E рис. 1… Упрощенная схема выходного каскада ОУ. Рис. 6. Упрощенная схема выходного каскада ОУ +E >> вх1 T1 I0 T2 U1 вх2 U2 Вых T3 T4 -E рис. 1… Дифференциальный усилительный каскад на КМОПтранзисторах с p-канальными транзисторами на входах. Рис. 7. Дифференциальный усилительный каскад на КМОП-транзисторах с р-канальными транзисторами на входах Амплитудная характеристика идеального ОУ Uвых • +E U2-U1 -E рис. 1… Амплитудная характеристика идеального ОУ. Рис. 8. Амплитудная характеристика идеального ОУ R Uвых=0 - C V + Uсм + -E E СМ +E R1 R3 R2 рис. 1... Схема отображающая неидентичность входных транзисторов, отражающуюся в Uсм. Рис. 9. Схема, компенсирующая неидентичность входных транзисторов, отражающуюся в Uсм R1 Uвых U2 >> Iвх2 >> Iвх1 U1 R2 Рис. 10. Схема включения ОУ с учетом входных токов 20 lg( K(jf) ),(дБ) 3 дБ 100 80 60 -20 дБ/дек 40 20 0 1 10 102 103 104 105 106 lg f, (Гц) рис. 1... Логарифмическая АЧХ ОУ с внутренней цепью коррекции. Рис. 10. Логарифмическая АЧХ ОУ с внутренней цепью коррекции Uвых.макс Uвых.макс(Rн.мин) Rн.мин Rн рис. 1… Зависимость максимального выходного напряжения на выходе ОУ Uвых.макс от сопротивления нагрузки Rн. Рис. 11. Зависимость максимального выходного напряжения на выходе ОУ Uвых. макс от сопротивления нагрузки Rн. Таблица 1. Тип параметров Параметр UСМ (мВ) 0 U СМ мкВ ( ) t С 0 1 10 2 20 5 103 (ICL7650); IВХ (нА) 0 0 0,1 103 10 30 103 (HA5180) 1 (HA911) 0 0,1 1 10-3 (AD820)- 10 2 103 1 2 1 20 10 (157УД1)- i Ш.ОУ ( нВ ) Гц нА ) Гц R ВЫХ (Ом) 0 R Н.МИН (кОм) 0 IВЫХ.МАКС (мА) К f1 (МГц) Общие Специализированные ОУ (тип микросхемы) 106 1012 e Ш.ОУ ( Выходные Стандартный ОУ R ВХ (Ом) Входные Идеальный ОУ ρ( В ) мкс IПОТР (мА) Е ПИТ (В) 0 - 10 10 4 1013 (WSH223A) 0, 5 107 (AD8554) 5 102 (ICL7650) 5 104 (LM12)5 108 (AM490, HA2 2900) 1 10 2080(OPA 2674) 0,1 10 4,5 103 (AD8017) 1 5 5 22 5,7·103 (THS 3092) 1,5∙10-3 (ICL7611) ±(0,58) (ICL 7611) ±(740) (1408 УД1)