Универсальные операционные усилители

На рис. 9.8 приведена базовая схема двухкаскадного универсального ОУ, содержащая входной дифференциальный усилитель на транзисторах VT1... VT4 и второй каскад усиления с общим эмиттером — транзисторы VT5 и VT6. На выходе схемы включен двухтактный усилитель мощности — эмиттерный повторитель, работающий в режиме АВ. Второй каскад работает как интегратор на высоких частотах, поскольку на инвертирующем входе (базе VT5) включен конденсатор коррекции С = 30 пФ. Работу входного дифференциального каскада можно проиллюстрировать диаграммой распределения токов, показанной на рис. 9.8, б. При равенстве входных напряжений токи эмиттеров транзисторов VT1 и VT2 равны по значению I ₁, поэтому одинаковы и токи эмиттеров VT3 и VT4. При этом полагают, что базовые токи транзисторов пренебрежимо малы. При идентичности технологических параметров токи транзисторов VT4 и VT3 всегда будут равны. Такое включение транзисторов называют «зеркалом токов». Нагрузка «зеркало тока» удваивает ΔI_1вых на выходе первого каскада. Далее сигнал усиливается вторым каскадом на транзисторах VT5 и VT6 и поступает на усилитель мощности ОУ, построенный на транзисторах VT7 и VT8. Токи I ₁ и I ₂ каскадов ОУ стабилизируются различными по конфигурации схемами внутренней стабилизации. Коэффициент усиления по напряжению ОУ на низкой частоте K равен произведению коэффициентов усиления каскадов.

Полная принципиальная схема двухкаскадного ОУ отличается от схемы-модели большим числом вспомогательных элементов, обеспечивающих надежную работу микросхем при изменяющихся внешних условиях (температуре, напряжении питания). Операционный усилитель КР140УД7 имеет более сложный входной усилитель, что позволяет повысить входное сопротивление до 100 кОм. В состав ОУ входит стабилизатор, схема которого имеет внутренний конденсатор коррекции C = 30 пФ, поэтому АЧХ ОУ полностью скорректирована. Наклон логарифмической АЧХ, составляющий -20 дБ на декаду, и постоянный фазовый сдвиг на высоких частотах, равный 90°, допускают использование ОУ в режиме повторителя без дополнительной частотной коррекции (рис. 9.9,а). Для увеличения скорости нарастания выходного напряжения до 10 В/мкс к выводу 12 подключают емкость C ₁ = 150 пФ (рис. 9.9, б). Схема балансировки ОУ состоит из одного внешнего переменного резистора, подключенного к выводам 3 и 9.

Дата добавления: 2015-07-14