Соклоф С. Аналоговые интегральные схемы (1988) (1095417), страница 91
Текст из файла (страница 91)
8.1, Она состоит из трех частей: 1. Источник опорного напряжения, которое ие зависит от напряжения питания и температуры. 2. Усилитель, сравнивающий опорное напряжение и часть выходного напряжения, которое возвращается на его инвертирую!ций нход с выхода стабилизатора. 3. Последовательно включенный транзистор или несколько транзисторов, которые обеспечивают необходимый уровень выходного тока. Сочетание усилителя !который часто называют 17 саклоь 6.
Г»о«а « В трехвьнодных стабилизаторах напряжения выходное иа пряжение имеет фиксированное значение, которое закладывает „ при разработке стабилизатора. Три вывода используются д„„ нестабнлнзированного входного напряжения, стабилизированно,.„ выходного напряжения и подключения к общей шине (или шип «земли»). Трехвыводные стабилизаторы наиболее просты в обра, щения, поэтому, несмотря на то что их выходное напряжение фин. сироваио, существует большое числа разнообразных стабилиза.
торов обеих полярностей. Выходное напряжение выпускаемых трехвыводных стабилизаторов может иметь значения 5, 5,2 6, 8, !О, 12, 15, 18 и 24 В, при этом выходной ток лежит в диапа. зоне от 100 мА до 3 А. Коэффициент нестабильности по напряже. нию у них обычно от 0,005 до 0,02 %/В, коэффициент нестабильности по току от 0,1 до 1 %, а коэффициент сглаживания пульса ций от 65 до 85 дБ. Нагрузочпая способность стабилизаторов обоих типов мои ет быть существенно повышена путем добавления одного или нескольких внешних транзисторов — усилителей тока. В этом случае максимальный выходной ток в основном определяется максимальной рассеиваемой мощностью выходных транзисторов, Полезным и эффективным типом стабилизатора является импульсный стабилизатор.
В линейном (неимпульсном) стабили»а- торе последовательно включенные транзисторы постоянно находятся в активном режиме, так что сочетание значительного тока через них и большого падения напряжения приводит к большой рассеиваемой мощности этих транзисторов. В импульсном стабилизаторе последовательно включенные транзисторы работают не в активном режиме, а периодически переключаются из режима насыщения в режим отсечки и обратно. Средний или постоянный уровень выходного напряжения регулируется изменением времени, в течение которого транзисторы находятся в открытом состоянии. При работе в режиме отсечки рассеиваемая мощность пренебрежимо мала из-за очень малого тока через транзисторы> и в режиме насыщения она также очень невелика нз-за неболь.
шого падения напряжения на выходных транзисторах. В резуль тате можно получить КПЛ до 90 %«по сравнению с КПс1 от 50 до 70 % у линейных стабилизаторов, 8.2. Интегральные усилители мощности У большинства ИС максимальная рассеиваемая мощность не превышает 1 Вт, а максимальная мощность по переменному току которая может выдаваться в нагрузку, обычно не превышает 0,5 Вт. Тем не менее некоторые НС способны на переменном токе выдавать мощность в нагрузку до нескольких ватт, а с дополни тельными внешними транзисторами можно обеспечить уровень Инвеараььиыа синим сиамиаюьемо иаимиммиа Рис, 8,2, ОУ с внмнними транзисторами моитиости, в26 Глага а выходной мощности свыше 50 Вт.
Интегральные усилители мощ ности — это, как правило, звуковые усилители с фиксированны, коэффипиентом УсилениЯ и одним напРЯжепием питаниЯ, Ир„ мерами таких усилителей могут служить ИС МС!306 Р (фирм Л)о!ого!а), (.М380 и ! М384 (фирма Л!и!Голи! Бегпкопг)исгог). Чтобы получи|ь уровень начального напряжения на выходе, примерк~ равный половине напряжения питания, в интегральных звуко. вых усилителях мощности используется обратная связь. Вто обеспечивает максимально симметричные колебания выходного напряжения в двухтактном выходном каскаде эмиттерного пов.
торителя класса АВ. Рассеиваемая мощность этих ИС сильно за. висит от теплового сопротивления между корпусом и окружакь щей средой. Тепловое сопротивление можно существенно снизить при помощи дополнительного отвода тепла от ИС, при этом соответственно увеличится мощность по переменному току, которая может быть выдана в нагрузку. Выходную мощность ОУ можно значительно повысить путем применения внешних транзисторов мощности (рис. 8.2).
На рис. 8,2, а транзисторы Щ и Я, — усилители тока, а управление ими производится как комплементарным двухтактным выходным каскадом. Транзисторы Я, и Щ, вместе с резисторами йсь выполняют функцию ограничения тока для защиты !!э и Я, от чрезмерной рассеиваемой мощности. Схема Дарлингтона на рис. 8.2, б применена для получения еще больших вгяходных токов. В этой схеме сочетание гранзнсторов (),— Я, образует непосредственно связанную рар — прп-структуру, которая используется для выдачи тока в нагрузку, а аналогичная структура рар — прп-транзисторов (!!э — 9,) используется для потребления тока из нагрузки, 8.3.
Видеоусилители В ОУ основное внимание уделяется коэффициенту усиления без обратной связи по напряжению, который на низких частотах обычно составляет от (00000 ()00 дБ) до ! 000000 (!20 дБ). ОУ почти всегда работают в режиме с обратной связью, поэтомУ большой коэффициент усиления без обратной связи необходим для получения высокого петлевого усиления.
Высокое петлевое усиление в свою очередь необходимо для сведения к минимуму погрешности коэффициента усиления, а такд<е для обеспечен~~я высокого входного и очень низкого выходного сопротивле~и~. Для обеспечения высокого коэффициента усиления по напР"" мгенп~о приходится жертвовать частотной характерстикой. Дей~~'- вительно, для устойчивой работы усилителя и предотврчшени" автоколебаний частотная характеристика Оу без обрагной связи обычно делается такой, чтобы спад ее начинался на очень низкой частоте, чаще всего около !О Гц. Результирующая частота едиипч Злу Инаигральныг схема саеииалгнага назначения о усиления лежит в диапазоне от 1 до 3 МГц, в некоторых ОУ оиа „а может достигать примерно !О МГц. Видеоусилители илн широкополосные усилители разрабатыются так, чтобы частотная характеристика (зависимость коэфч' Ч Рис, З.З, Видеоусилитель ?ЗЗ.
Фициента усиления от частоты) оставалась относительно плоской в диапазоне частот, который необходим для приема видеосигналов. Этот частотный диапазон лежит в пределах от низких частот, обычно около 20 Гц, до нескольких мегагерц. для телевизионных сигналов необходима полоса частот от 4 до 6 МГц.
В ряде случаев может понадобиться полоса частот вплоть до 50 МГц. Инамгральные схемы специального назначение В отличие от видеоусилителей ширина полосы пропускания, нео хо б однмая для звуковых усилителей, охватывает только ту об„сть частот, которые может воспринять человеческое ухо, т. е. прн' „мерно от 50 Гц до 15 кГц. Во многих областях техники, таких, как телефонная связь или АМ-радиосвязь, используется значильно более узкая полоса частот, обычно от !00 Гц до 5 кГц. Основным методом, который используется для получения широкой полосы пропускания видеоусилителей, является увелнчерие ширины полосы пропускания за счет уменьшения коэффицпита усиления. Уменьшение коэффициента усиления достигается за счет использования малых сопротивлений нагрузки в различных каскадах усилителя и за счет введения отрицательной обратной связи.
Во многих, если не в подавляющем большинстве видеоусилителей одновременно применяются оба метода — и уменьшение сопротивлений нагрузки, и отрицательная обратная связь. Популярным типом интегрального видеоусилителя является ИС 733, схема которого приведена на рис. 8.3. Видеоусилитель состоит из двух каскадов прп-дифференциальных усилителей и симметричного выходного каскада эмиттерных повторителей. Широкая полоса пропускания достигается за счет малых сопротивлений нагрузки в обоих каскадах дифференциальных усилителей и внутренних цепей обратной связи. Одна цепь обратной связи реализована на эмиттерных сопротивлениях первого каскада дифференциального усилителя, а второй каскад дифференциального усилителя охвачен цепью обратной связи, состоящей из резисторов обратной связи по 7 кОм.
Данная ИС может иметь коэффициент усиления 400, 100 и !О, прн этом соответствующая ширина полосы пропускания 40, 90 и 120 МГц. Другой пример интегрального видеоусилнтеля — СА3140 (фирма КСА). В этой ИС применена каскодная схема включения дифференпиальных усилителей (рис. 8.4). При фиксированном коэф. фициенте усиления по напряжению около !О данная ИС обеспечивает ширину полосы пропускания 55 МГц. Примером широкополосного ОУ также может служить НА-2539 (фирма Лаге(з Яетссопс1ссс!ог), Произведение ширины полосы пропускания на коэффициент усиления этого Оу 600 МГц, скорость нарастания выходного напряжения 600 В/мкс, а ширина полосы пропускания на максимальной мощности 9,5 МГц при работе на нагрузку 1000 Ом с пиковым выходным напряжением 20 В.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
