Параллельно-баласный каскад упт.

Приведенная схема представляет собой сбалансированный мост, в одну диагональ которого включено напряжение питания +Ек, а в другую диагональ - нагрузка Rн. Плечами моста являются резисторы Rк1=Rк2 и внутреннее сопротивление транзисторов Т1 и Т2 (вместе с соответствующими частями R0 и резистором Rэ).

Для нормальной работы схема должна быть строго симметричной, что обеспечивается балансировкой моста.

Условие баланса моста, при котором Uвых=0 (Uа=Uв):

Если учесть, что R01=R02, то в упрощенном виде баланс моста:

Если Rк1=Rк2 по условию, а транзисторы Т1 и Т2 с одинаковыми свойствами, то

Uа – Uв = 0 при любом Ек и любом изменении Iкт1, Iкт2,

что исключает дрейф нуля в такой схеме (т.к. Uвых=0 – всегда при Uвх=0).

Дифференциальный усилитель (ду).

ДУ собран на двух идентичных транзисторах Т1 и Т2, R1=R2. С помощью Rэ задаются начальные эмиттерные и коллекторные токи транзисторов.

Основная идея, реализованная в ДУ, состоит в использовании в одном целом двух совершенно одинаковых половин.

При одновременной подаче на оба входа ДУ переменного напряжения (такой сигнал называется синфазным), коллекторные токи обоих транзисторов изменяются на одну ту же величину. Однако Uвых останется равным нулю, т.к. Uкт1 и Uкт2 изменяются строго одинаково.

Следовательно, синфазные сигналы в ДУ не усиливаются, что объясняет отсутствии дрейфа нуля.

Если источник сигнала Uвх подключить между двумя входами ДУ, такой сигнал называется дифференциальным (Uвх=Uд).

Половина этого сигнала (Uд/2) приложена к переходу UБэт1, а вторая половина – к переходу UБэт2.

Причем если Т1 приоткрывается, то Т2 подзакрывается и наоборот.

Тогда ,

Если R1=R2=R, , то:

Операционные усилители (оу).

Название «Операционный усилитель» связано с известными математическими операциями (суммирование, вычитание, дифференцирование, интегрирование, логарифмирование, сравнение и т.д.), которые в начале развития вычислительной техники осуществлялось с помощью ОУ. Такие усилители называются еще и решающими (устаревшее название).

Первые ОУ начали применяться в электронике более полувека назад.

Однако, свое быстрое развитие они получили благодаря достижениям микроэлектронных технологий, что позволило получить новый класс аналоговых интегральных схем (АИС).

Фактически ОУ являются высококачественными усилителями постоянного тока (УПТ).

Современные интегральные технологии позволяют выполнить ОУ с заданными техническими характеристиками в одном корпусе (иногда в одном корпусе до нескольких штук, например, до 4-х).

По конструктивному выполнению ОУ являются законченными высокостабильными широкополосными (от fн=0) высококачественными УПТ, имеющими высокий коэффициент усиления, дифференциальный вход и несимметричный выход.

В основном, независимо от сложности схемы ОУ, он состоит из трех каскадов.

Структурная схема оу.

Входной каскад выполняется по схеме дифференциального усилителя и имеет все его достоинства как УПТ.

Согласующий каскад обеспечивает согласование по сопротивлению входного и выходного каскадов, а также высокий коэффициент усиления.

Выходной каскад служит для согласования большого выходного сопротивления согласующего каскада с низкоомной нагрузкой, т.е. позволяет получить малое выходное сопротивление и заданную мощность. Обычно этот каскад выполняется по двухтактной схеме в режиме классов АВ или В (иногда применяется однотактная схема).

Упрощенное условное графическое обозначение (УГО) ОУ:

Знак характеризует усиление;

- вход, напряжение на котором сдвинуто по фазе на 180º относительно выходного напряжения, называется инвертирующим;

Вх2 – вход, напряжение на котором совпадает по фазе с выходным напряжением, называется неинвертирующим.

Вх1 и Вх2 – показываются слева,

Вых – показывается справа.

Вывод, общий для обоих входов, часто не показывается.

Для повышения информативности допускается введение другого УГО:

В зарубежной литературе встречаются УГО ОУ в следующем виде: