Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники (5-е изд.,1998) (1151957), страница 63
Текст из файла (страница 63)
дной ток смешетшя проаорцвоПрограммнруюаземх токп, )Гзя сйснользшишнх батареи и качестве ' в питания. особенно почезны руемые ОУ. раба.гаюшне с З.о »~)»Горлана нескольких микроампер Яцфдробпо мы рассмотрим разр.1- ";~11)кромошных схем н гл 14 Обрвтнви связь ж пнерввипниые укнлнтелн 225 Операционный усилитель типа 4250 был первым программируемым ОУ, и до сих пор его с успехом применяют во многих системах.
Ои был разработан фирмой (Зшоп Саг)зуг(е, а сейчас его производяг и многие друпйе фирмы.. причем выпускают не только одинарные, но также сдвоенные н строенные схемы (8022 и 8023 соответственно). Для того чтобы представить себе, какие характеристики можно получить при малых питающих токах, рассмотрим в качестве примера ОУ типа 4250, который работает с током 10 мкА. Для того чтобы получить такой ток, нужно с помошью внешнего резистора подать ток смешения, равный 1,5 мкА.
Тогда 6,» будет составлять 75 кГц, скорость нарастания будет равна 0,05 В,мкс, а входной ток смешения 1» равен 3 нА При малых рабочих токах способность усичителя к возбуждению последуюших каскадов резко уменьшается, а выходное сопротивление при разомкнутой пепи ОС' заметно увечичивается и в нашем с.чучае достигает 3,5 кОм. Прн малых рабочих токах шумовое входное напряжение увеличивасгся„а шумовой входной ток уменьшается (см. гч.
З). В технических данных на ОУ тиаа 4250 указано, что минимальное витающее напряжение для этого усилителя должно составлять 1 В. однако в реальных схемах возможны отклонения от заданного минимума, особенно если усилитель должен обеспечивать больаюй размах выходноп сигнала нлн обладать способностью в. возбуждению аоспедунзшего каскада.
Операпионвыв усилитель типа 7 76 (вли 3476) аредставлйег сабом' усовершенствованныи ОУ типа 4250. Он облалаег лу 1а1нмн ных«улнггмй ха)зактерис1нкамв прм малых токах Оаерааипнаый усвлнгель типа 346- зто хоропгнн программир емый ОУ объединяющий в одном к(зисталлс четыре усилителя. Т(зн секции поги ОУ программируются с помошью илнгп о вхсзгуа а ястве(этвя аомоазью другого В некоторых программируемых ОУ использованы обычные биполярные транзисторы, например схемы типа ОР-22, ОР-З2, НА2725 и САЗ078 К программируемым ОУ на КМОП-транзисто- о с о х к з х х о ее 2 'с х о х о и ? Ю х о Ю о. о о х О а с. с х о в и ч я »х О В Ф з х й х о н х о о « с ж ~.: о.
а а с с. В се с о о ох $ ~с я и » !чя < з о с о Оо л О О .. — о. ОООО м м с' О О О О ОООООООе О?ОООО о,о. Ео хоыхес о о с о ос с !-' :с о о о 'Ф,с а :, "е' О 13 еннаьннеюо ~ ' «ендмебсннсд; о х оо , 'й(с« «ио с се ь Х ~ В-.:;« ~ , сэ х~ ' х~ ) ?1: о« «~ «хос а ~ и х с «-хс с, Их й, хх~ сх ~ — (, ее?с«енес«оно сносе?( ьс ~ осятся схемы ипа 1С1.61э , МС14573 и СА3440. Эта схемы ' "'т свои возможности при очень патаюшем напряжении (да ,Т1.С251), а для выдаюшейся схемы -при токах затухания ло 20 нА па 7612 и 251 используют вила- схему обычного программи ОУ; программируемый вход к Ге или Г . или остается ' сивым, в зависимости от это~о я будет иметь ту или иную (10 мкА, 100 мкА или 1 мА) рассмотренных выше операусалителей существуют также уемые усилители.
прелназзгля работы с небольшими тоаиия и небольшими напряже "' 'туяедавательно их также нужно "ж аеикромошным. Среди них сле- ОУ типа 1.М10, для кота- " диапазон питаюшего напряяет 1 В (например, 3 0,5 В) рискина заслуживает особого ' „тик как напряжение Ге, увелия)ра понижении температуры, и атуре — 55 С оно близко к ве- ',"Ф(з~,.определяющей нижний предел ,диапазона 1.М10. Среди другах ОУ заслуживают внимашие схемы (и ах рабочие тока) е ОУ типа ОР-20 (40 мкА) , '2::ъжА) а ЕТ1006 (90 мкА). нело- ;.,'эе?У типа 1.Р324. Объелиняюшай ' кристалле 4 усилителя (20 мкА на уазилитель). ОУ на основе поле сторон с д- н-дерехалом тапа .'.24.(150 мкА на каждый усктатель) .(хенове палевых МОИ-транзасто- 'Т).С271 4 ('10 мхА на хаждьш .е)уНЫЙ АНАЛИЗ РАБОТЫ ВБ1Х СХЕМ НА СеЪ ту представлен?пят ниже схем съ" о влияют присушие операпионелям ограничения.
рассмог,:, более полробно. чем остальные Обратная связь н онер«анониме усилителе 227 4Л 4. Логарифмический усилитель В схеме. прелсз авленнай на рис. 4 35. ~о~ арифмическая зависимость напряже ния Г,„от гока 1, используется для получения выходкою напряжения, пропорционально1 о логарифму положительного входного напряжения. Благодаря потенциальному заземлениго инвертирующего входа резистор )1, преобразует напряжение Г„„в ток. Этот чек протекает через транзистор Т, и создает на его эмигтере потенциал, который, согласно уравнению Эберса Молла, на величину палсния напряжения Г„о ниже потенциала земли. Транзистор Т,, который работает при фиксированном ~оке и обеспечивает корректируюшее напряжение, равное по величине падению напряжения на диоде.
служит лдя температурной компенсации. Источник тока (роль ко горого может выполнять резистор. гак как потенциал точки В отличается оэ потенциала земли на несколько десятых долей вольта) задает входноа ток. служашай лля усгшювки выходного напряжения на пуль Вгорой операционный усилитель является неинвертирукицнм его коэффициент усиления по напряжению должен быть равен приблизительна 16, для того чтобы на зряжсние на выходе изменялось в атпоп|ении — 1.0 В на декаду входного така ';напоьпгим, что напряжение Г,„увеличивается в отноеиенаи 60 мВ на лекалу коллек горного тока). Бще несколько деталей.
ссзи базу трав. зистора 7; соедини?в с ега кол гак?ором. ю базавыи .Ок буде- созлавагь шпибку (дело в:ом па ток ), связан точной экспоксшшальнав зависимость?а с напряжением ... ) В те ам схем'* Ола1 ада(м пасе гана зьнОму тазе?ьте1таю напряжение на базе равна напряже?зию ва коллекторе, олнаьа базовый юк ошибку не создает В качестве Т а Т, следует асдОльзОвать сае 'шсОванаузО па(эу транзас.оран:лу пцс всего взять сое 1асавааную макала.нук паре тала 1.М394 ала МАТ-01) ')акая схема обеспечивает тон кую логарифма юскую зависимость выхолного напряжения аз входное о -,ака в пределах семи идн более декад 'прибли- й и и а и! макс нА Аз' и я а л о Примечания Корпусе 1 „, А о Тип ч-б, „, В Мощность Скорость рассеяния, нарастамнп макс Вт В,'мкс Б о а л о.
о ф о. тип л н о в Е -!7~;В С В;В. 25'С Т В А мкс РАОЗ АР РО 0,05 50 7 30 2 О,! Могучая крабочая чошаакаа — Высоковольтный — Аналог РА-!2 — Аналою РА-51 РА04А ОРА512 ЕМ!2 ОРА501 ОРА512В ОРА541В АР ВВ НБ ВВ ВВ В — "5 15 7 150 8 !ч б 40 4,5 0,02 20 ЗОО 20 ЗО 0,05 4 07 1 4 2 !5 ",5 О! !5 2 01 10 10 10 2 01 2 О,! В В 13 В В В Монолитныл на полевом тр-ре с Р— л-перехолом 1468 РА19А ТР АР 10 2 01 4 1,2 0,0 30 0.05 Выхол на тр-ре с аертикгшь ной МОП-с.сруктурои. шнрокоцолссный, препизионныи Аналог РА-О! Быстролейстауюшлй ОРА51! РАООА ВСП73 1.М675 1.НО! 01 3572 !1 31 220 220 чо ВВ АР ВО Хй Нб ВВ 40 0,02 500 2 мкА 0,3 0.1 з 2 О,! 2 0,3 О,! 2 3.5 2 2 00! 30 8 20 8 11 300 !00 5 В 4,5 3.5 4 В В Аналог РА-02 -ь Ан лог РА-01, полсбен 357! лля 1 А — Аналог РА-73 Внешняя коррекция 3573 1.НОО2 ! МВК792 !463 ВВ НЬ КЕ ТР 30 .
2 35 4 1ОО !.5 200 В В В В 025 О! Выхол на тр-ре с вертикальная МОП-структурой Выхол на тр-ре с вертикальной МОП-структяюй. енепшяя коррекцня Внешняя коррекпия 00 9::,5 04 О! В 3' 5 О,' ОЛ 01 20 мкА 4 щг 15 вс !72 НЯ АР СЕ ЕЯООб! 9УАО1А СЕС203 3.' РО С быстрым установлением, широково.,Юсныи, препизнонныи Выхол на тр-ре с вертика.гнои МОП-сгруктурои еве1пняя корреюшя Бьютрзлеистаую!пкл П,;лк Ррехтароааяпыв В О!' ' Ол 025 е '00 110 !90!Ц ! б 20 4 !Ц "о ВВ НА 01' Н О! У 1.Н4!!су !.', с ОА мВ Высоково мтвыи ( Вилеоусилитель Высоковольтвын !.Н4!О1 148! СА3450 3583 ОР-50Е 100 "' 0.08 ОО» 20 10 О,'~* 40 О.оч !5 1чо 1Ф! О,.и 2ч 1!.08 008 40 '40 Ю 30 О.! 5 ц' 35! О.!! !О цо 35 и О,! 30 О.О Ннзкнв уровень шума пре- пизисвньш !О' 030 0„! !51 5 0.01 0.06 сйо ЛМР.О!Б ВВ РМ Ооб ! 3 4ч 0.05: 1 О' 00! 'С 0,02 '1* ! о 4 20! Низкий уровень пгуи:, пре- шционный ьс: 20 в.
ВВ ВВ 3! Высокавоаьтвын е' |ь: вчн *е значение ' ииекорректированный анешаяя регулировка *' мин ~о'и маь Тлблзтцл 4.4. Мощные операционные усилители 30 М 75 5ОО Щ 70 .." РО 20 15 100 200 50 3! 15 10 50 125 4 10 10 40 90 9 31 10 !О 40 80 1,4"' 31 РО !О 50 !25 4 31 !О !О 40 90 10 !О 1О 50 125 4 20 Л 5 15 40 70 900 1ОО 35!81,, 1О ЗО 67 !В 1 23 .'-",, 10 40 78 4!К! 75 2500, 25 20 0,8 ! Я ЗО 40 8 5,5 з 20 62 !О 5 ЗОО 15 40 60 3 0,5 1б: "'"' 2 1*!! 34 45 !А 2!. „.'. 3 !5 27 3 20 22 5 11 '5 40 40 165 17 РО 07?5 ! *. 40 12ОЗ'"' 1ООО 15 20 1037~": 0,4 ! 16 10 4000 1000 ! 500007т о 6000 5000 тч8701Ь„;; 3 0,1: ~5 40 25 300."' 1000"' 1500 ' См пгнмечанвя: Ц, 4 ! " 3 ТО.т 720 ТО.220.
РО О1р-ксюс,," *" м..*чст О О!Р-к*, раус. ! из, знрааанвыв к:рю С мюа знческвв к рп . "' ~аааычч ия л.:ок 80:Ое От56!!...40 20 е' 50 50 " . 40. 354' ,':,, йб, гом "".. 30 ' 60 65 204 ':," йо го ',"'", Вй 20 е' чй 25 Ф~ ' '1'.. 1504! 20е' '" 25, 15 00 ,:;*.',г ' - 100 ' 93 02 0~ "ЬФ 54 100 Р;Ь,: 1ое 10 мкА 'лу 1О мкА 230 Глава 4 с, | бт1 0 Рс лт 10 10 10з 10 1нх,миА тхол 0 авенида Рис 4 Зб Лога застарь*' т, и т ную пару. зительно от 1 нА до 10 мА) при условии, что транзисторы имеют небольшие токи утечки, а ОУ вЂ мал входной ток смешения. Операдионный усилитель типа 741, в котором ток смешения равен 80 нА, для этой схемы нс подходит: для получения линейной характеристики в пределах семи декад обычно используют ОУ с полевьлми транзисторами на входах, например ОУ типа 411.
Кроме того, лля получения хорошей характеристики при малых входных токах вхолной ОУ следует точно настроить на нуль сдвига Дело в том. что при токах, близквх к нижнему предельно. му значению, напряжение 1/.ь может составлять всего несколько десятков мвкровольт Лучцю всего применить в этой схеме нсточник тока иа входе и вообше ве использовать резистор Я Когшевсатор С. служит ллл частотнои стабтшнзации при включения обратной связи, так как усиление ло напряжеиито в контуре ОС определяет транзистор 7: Диол 7 предотврашает пробов и разрьцтенве перехода база . змитер транзистора Т, в случае появления отрицателъного напряжения на входе: это необхс димо.
так как транзистор Т, ис обеспечивает цепь обратной связи при положительном выходном напряжении операционного уси- лителя. Обе этя проблемы можно усгра; нить. если транзистор Т, вк:почить ка~ диод, т.е. соединить его базу с коллекпь) ром. Температурная компенсация усилений!.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
