Ду четвертого поколения

Входные транзисторы VT₁, VT₂ включены по схеме с ОК, поэтому такой ОУ обладает высоким R_вх.VT₁ и VT₂ усиливает по току, но не усиливает по напряжению (т.к. ОК). VT₃, VT₄ – промежуточные транзисторы, включены как ДУ с ОБ. Обеспечивают развязку нагрузки от выходных транзисторов VT₁, VT₂. Т. к. ОБ обладает высоким R_вых, то при динамической нагрузке можно обеспечить предельное усиление по напряжению. VT₅, VT₆, VT₇ – токовое зеркало, динамическая нагрузка для VT₃, VT₄. VT₇ включен по схеме ОК, он выполняет фиксацию потенциала коллектора VT₅ и передачу сигнала напряжения с транзистора VT₃ в цепь выходного транзистора VT₄, VT₆. Всё вместе обеспечивает одиночный однополюсный выход.

Источник тока I₀ задает базовый ток VT₃, VT₄ Þ и токи остальных транзисторов – VT₁ – VT_6, т. е. обеспечивают режим работы этого ДУ.

R_вых такого ДУ высокое Þ чтобы сохранялось высокое усиление необходимо, чтобы последующие каскады также имели высокое R_вх, это можно обеспечить с помощью схемы ОК.

Использование резисторов R_k, R_k2 обеспечивает дополнительные ООС для источника тока, что повышает динамическое сопротивление токового зеркала. Резистор R_э является нагрузкой VT_з.

ДУ на ПТ

VT₁ и VT₂ – дифференциальная пара, т. к. это ПТ, то такой ДУ обладает большим R_вх. Транзисторы VT₃, VT₄, VT₅ являются динамической нагрузкой, аналогично предыдущей схеме.

Вместо Т₃ – Т₅ могут быть использованы также ПТ.

Из-за большого разброса параметров ПТ, ДУ на них обладают более высоким дрейфом, чем ДУ на БТ, поэтому прецизионные УПТ строятся на БТ.

ДУ на ПТ имеют преимущества в усилителях с малым или сверхмалым потреблением тока. ДУ на ПТ используют в быстродействующих усилителях, там, где дрейф не является определяющим фактором.

Операционные усилители (оу)

ОУ– это усилители постоянного тока, имеющие дифференциальный вход, большой коэффициент усиления, и по своим усилительным характеристикам приближающийся к идеальному усилителю, и используемые для выполнения различных операций с электрическими сигналами, например: усиление, масштабирование, суммирование, вычитание, умножение, интегрирование и др.

Структура оу

ОУ – это усилитель постоянного тока с непосредственными связями между каскадами, основу которого составляет ДУ.

ОУ имеет 2 входа, вход «-» - инвертирующий (И_вх) – это такой вход, сигнал на котором находится в противофазе с выходным; вход «+» - не инвертирующий вход (НИ_вх) – на котором сигнал находится в фазе с выходным. Как правило, ОУ имеет несимметричный выход (одиночный) двуполярное питание и строится по 3-х каскадной или 2-х каскадной структуре. Современные ОУ – 2-х каскадная схема.

Основные параметры по постоянному току обеспечивает ДУ; основное усиление по напряжению – в 2-х каскадной структуре. Для обеспечения работы на низкоомную нагрузку на выходе ОУ используют усилитель мощности (усилитель тока). Как правило, это каскад ОК.

Обозначения и эквивалентная схема оу

NC, NV – выводы для подключения внешних элементов

NC ® C

NR ® R

R_{вх д} – дифференциальное входное сопротивление (входное сопротивление между входами);

R_{вх с} – синфазное входное сопротивление (входное сопротивление между закороченными входами и общей шиной);

К_д – дифференциальный коэффициент усиления;

R_вых – выходное сопротивление;

К_дU_{вх д} – управляемый источник напряжения;

R_{вх с} >> R_{вх д} (как минимум в 10 раз)

Поэтому при инженерных расчетах обычно R_{вх с} не учитывается и упрощается схема ОУ:

В прецизионных схемах, когда необходима точность в десятые, сотые доли %, R_{вх с} необходимо учитывать.