Лекция 2

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 103 (ICL7650);
IВХ (нА)
0
0
0,1 103
10  30
103 (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 107 (AD8554)
5 102 (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)
±(0,58) (ICL 7611)
±(740) (1408 УД1)