- •Министерство образования Российской Федерации
- •Казанский государственный техническийуниверситет
- •Им а.Н.Туполева
- •М.И.Нургалиев
- •Электроника
- •Операционный усилитель.
- •Условные обозначения
- •Графическое изображение оу
- •Амплитудная характеристика
- •Динамический диапазон
- •Напряжение смещения.
- •Входные токи смещения
- •Разность двух входных токов смещения называется током сдвига Iсд , при этом знак Iсд может быть любым :
- •Виртуальная земля.
- •Частотные параметры оу.
- •Скорость нарастания выходного сигнала оу
- •Дрейфовые параметры.
- •Классификация оу по назначению
- •Оу с обратной отрицательной связью.
Классификация оу по назначению
ОУ общего или широкого применения. Применяются наиболее часто, имеют средние значения своих параметров среди ОУ. Параметры ОУ различных поколений приведены в таблице1.
Быстродействующие ОУ. Они применяются для усиления импульсных и широкополосных сигналов, отличаются высокой скоростью нарастания выходного напряжения ( ).
Прецизионные ОУ. Они отличаются высокой точностью преобразования над аналоговыми сигналами, имеют высокий коэффициент усиления ( ) и малый дрейф выходного напряжения.
Микромощные ОУ. Они имеют малую потребляемую мощность и малое питающее напряжение . Используются в автономных устройствах.
Программируемые ОУ. Они имеют добавочный вывод, напряжение на котором позволяет управлять коэффициентом усиления, частотой единичного усиления .
Таблица 1.
Поколение ОУ |
1-е |
2-е |
3-е |
4-е |
|
среднее |
макс. или мин. |
||||
Ко |
(2-5)104 |
105 |
105 -106 |
106 |
108 |
Косс , дБ |
70 - 85 |
80 - 90 |
90- 100 |
120 |
140 |
Uсм , мВ |
2 - 3 |
1 - 2 |
0,5 - 1 |
0,25– 0,5 |
0,01 |
dUcмdT , мкв/0С |
3 - 5 |
3 |
2 - 3 |
0,5 |
0,1 |
Iв. ср , нА |
500 |
100 |
2 - 5 |
0,1 |
0,001 |
Iсд , нА |
200 |
20 - 50 |
0,1- 0,2 |
0,005 |
0,001 |
Vu вых , В/мкс |
0,5 - 1 |
0,5 |
0.2 - 2 |
50 - 70 |
1000 |
Рпот , мВт |
10 - 50 |
5 - 20 |
0.2 - 2 |
0,08– ,15 |
0,001 |
Еп , В |
5 - 20 |
3 - 20 |
2 - 15 |
2 - 5 |
1,5
|
Первые три поколения можно отнести к универсальным, а четвертое поколение к специализированным ОУ. Параметры, приведенные для 4-го поколения, не относятся ни к одному конкретному ОУ, а просто являются лучшими. Каждое поколение интегральных ОУ характерно своими схемными решениями.
В ОУ первого поколения использовались биполярные транзисторы только одного (n-p-n) типа и диффузионные резисторы в качестве резистивных нагрузок дифференциального каскада.
В ОУ второго поколения наряду с транзисторами n-p-n-типа использовались и транзисторы p-n-p-типа – это облегчало построение выходных каскадов. Во вторых, наряду с диффузионными резисторами использовались пинч-резисторы, имеющие высокое сопротивление. В третьих, наряду с биполярными транзисторами, во входных дифференциальных каскадах использовались полевые транзисторы, что позволило резко поднять входное сопротивление. Однако главная особенность ОУ второго поколения состояла в замене резисторных нагрузок динамическими и появлении дифференциальных каскадов, выполненных по однофазной схеме.
В ОУ третьего поколения во входных каскадах стали применяться супербета транзисторы. Такие транзисторы в сочетании с микрорежимом позволили получить входные токи, как в полевых транзисторах, но быстродействие и усиление ОУ в целом оказалось значительно выше.
В реальном ОУ коэффициент усиления может достигать K = 106, входное сопротивление больше 1 МОм, коэффициент ослабления синфазного сигнала Косс > 60 дБ.