Шамшин В.Г. Основы схемотехники (2008) (1151958), страница 23
Текст из файла (страница 23)
Коэффициент усиления схемыКо=- Rос / R1= 100 / 1 = - 100.2. Составляющая погрешности от влияния напряжения смещенияUо1= Uсм·Ко = 5·10-3·100 = 0.5 В.3. Составляющая погрешности от влияния входного тока ОУUо2= Rос· ΔIвх= 105· 0.1·10-6 = 0.01 В.Задача 5.3. Рассчитать влияние температуры на величину статическойпогрешности инвертирующего включения операционного усилителяК149УД9.
Параметры схемы и ОУ: температурное изменение напряжениясмещения ΔUсм/ΔT =20 мкВ/oC, температурная зависимость входного токаΔIвх/ ΔT = 3 нА oC, рабочая температура ОУ Тр=50оС.Решение. 1. Разность температур ΔТ=50 – 20 = 30о.2. Уровень статической погрешностиUот= (ΔUсм/ΔT) ·Ко· ΔТ +(ΔIвх/ ΔT) Rос· ΔТ= 20·10-6·100·30 ++ 3·10-9 · 105· 30 =0.069 В.Задача 5.4.Рассчитать параметры усилительного каскада на операционном усилителе.
Каскаддолжен обеспечивать усиление Ко=50,высшую частоту усиления fв= 40 кГц, выходное напряжение Uвых =4 В.Параметры ОУ: Uсм= 9 мВ, ΔIвх=0.2 мА,Iвыхмах= 5 мА, Uмах= 10 В.Решение. 1. Предельное напряжение статической погрешностиUo= Umax - 2 · Uвых = 10 - 2 ·4 = 4.4 В.2. Максимальное значение сопротивление резистора в цепи обратнойU - U см × ( К о + 1) 4.4 - 9 × 10 -3 × (50 + 1)связи Rосмах = o=» 13МОм .DI вх0.2 × 10 -31543. Минимальное значение сопротивление резистора в цепи обратной21.41 × 4× U вых == 0.88кОм .связи Roc min =I выхмахх5 × 10 -3Выбирается Rос=100 кОм.4. Сопротивление резистора R1 во входной цепиR1 = Roc / Ко = 100·103 / 50 = 2 кОм.5.
Сопротивление резистора R2R2 = R1·R2 /(R1+R2) = 2·100·106 /(2+100) ·103 = 2 кОм.Задача 5.5. По условиям предыдущей задачи определить максимальновозможный коэффициент усиления при высшей частоте усиления fв= 100 кГц,если предельная частота усиления ОУ составляет 10 мГц.Решение. Комах= 107 / 105= 100.Задача 5.6.Определить значение выходного напряжение в приведенной схеме привходных напряжениях U1= 0.1 В,U2= 0.2 В, U3= - 0.05 В.
Значения сопротивлений резисторов R1=1 кОм,R2=2 кОм, R3=1 кОм, Rос=20 кОм.Решение. Выходное напряжение инвертирующего сумматораU вых = -(RocRR202020× U 1 + oc × U 2 - oc × U 3 ) = -( × 0.1 +× 0.2 × 0.05) = 3 ВR1R2R3121.Задача 5.7.Определить выходное напряжениедифференцирующей схемы при емкости конденсатора С=0.01 мкФ, сопротивлении резистора R= 10 кОм,входном напряжении Uвх = 10 В идлительности сигнала tи= 1 мсек.Решение.Uвых = U выхRC10 4 × 10 -8=× U вх =× 10 = 1В .tи0.001Задача 5.8.155Определить выходное напряжение интегрирующей схемы при емкости конденсатораС=0.1 мкФ, сопротивлении резистора R= 10кОм, входном напряжении Uвх = 10 В и длительности сигнала tи= 0.1 мсек.Решение.U вых =11× U вх × t и = 4× 10 × 10 - 4 = 1В .-7RC10 × 10Задача 5.9.Определить параметры фазосдвигающей цепи"R"-параллель генератора, собранного на операционном усилителе К140УД9, имеющего входное сопротивление Rвх=300 кОм.
Генератор настроен на частоту fo=10 кГц.Решение. 1. Сопротивление резисторов цепиR1=R2=R3=0.1· Rвх= 0.1·300·103= 30 кОм.2. Емкости конденсаторов фазосдвигающей цепи66C=== 0.13 × 10 -7 Ф.432pf o × R 2p × 10 × 30 × 10Задача 510. Оценить возможность использования операционного усилителя К140УД9, имеющего максимальный уровень выходного напряженияUmax=10 В и скорость нарастания выходного сигнала v=0.4 В/мкс, в генераторе с частотой fo=10 кГц.Решение.
Требуемая скорость нарастания выходного сигналаV= 2πfo·Umax= 2π·104·10 = 0.628 В/мкс.Таким образом, выбранный операционный усилитель имеет недостаточную скорость нарастания для генерирования неискаженного выходногосигнала.Задачи для самостоятельного решения1. Определить коэффициент усиления неинвертирующей схемы включения ОУ при значениях сопротивлений резисторов в цепи обратной связиR=2 кОм Rос=56 кОм.2.
Определить минимальный входной сигнал, возможный для подачина ОУ, у которого Uмах = 10 В и Кдф= 50000.1563. В схеме сумматора R1= 2 кОм, R2= 1 кОм, R3 = 3 кОм, Rос = 24 кОм.Определить Uвых при U1= 10 мВ, U2 = 20 мВ, U3 = 50 мВ.4.В схеме сумматора R1=10 кОм, R2 = 5 кОм, R3 = 2 кОм, Rос = 50 кОм.Определить Uвых при U1= 100 мВ, U2 = 50 мВ, U3 = 10 мВ.5.
В схеме сумматора R1= 3 кОм, R2= 2 кОм, R3 = 1 кОм, Rос = 30 кОм.Определить Uвых при U1= -10 мВ, U2 = 50 мВ, U3 = 100 мВ.6. Определить Uвых дифференциатора при воздействии единичногоскачка Uвх = 10 В при R=1 кОм, С= 1 мкФ, tи = 50 мсек.7. Определить Uвых дифференциатора при воздействии единичногоскачка Uвх = 10 В, если R=10 кОм, С= 0.1 мкФ, tи = 50 мсек.8. Определить Uвых дифференциатора при воздействии единичногоскачка Uвх = 10 В при R=10 кОм, С= 0.2 мкФ, tи = 100 мсек.9.Определить Uвых интегратора при воздействии единичного скачкаUвх =10 В при R = 100 кОм, С = 1 мкФ, tи = 5 мсек.10. Определить Uвых интегратора при воздействии единичного скачкаUвх =10 В, если R=0.5 МОм, С=0,1 мкФ, tи = 5 мсек.11.
Определить Uвых интегратора при воздействии прямоугольного импульса с Uвх =10В, если R =100 кОм, С=0,5 мкФ, tи = 10 мсек.12. Определить Uвых интегратора при воздействии единичного скачкаUвх =5 В при R = 10 кОм, С = 1 мкФ, tи = 2 мсек.13. Определить выходное напряжение сбалансированного операционного усилителя при R1= 2 кОм, Rос = 50 кОм и Uвх+ = 200 мВ, Uвх- = 100 мВ.14.
По условиям задачи 5.9. рассчитать параметры фазосдвигающейцепи "С"- параллель.15. Рассчитать параметры моста Вина для использования в активномфильтре на частоте квазирезонанса fo= 8 кГц.157ПриложениеПриборы и элементы электроники1. Классификация и обозначение полупроводниковых приборовКлассификация полупроводниковых приборов производится по используемому исходному полупроводниковому материалу, функциональномуназначению, основным электрическим параметрам (уровню мощности и рабочему частотному диапазону), конструктивно-технологическим признакам.Все приборы условно делятся на дискретные и интегральные схемы.1.1.
Отечественные приборыВ настоящее время система условных обозначений отечественных полупроводниковых приборов взамен ранее действующего ГОСТ 10862-64 базируется на отраслевых стандартах ОСТ 11.336.038-77 и ОСТ 11.336.919-81,в соответствии с которыми система обозначений содержит 5 элементов буквенно–цифрового кода.Первый элемент (буква или цифра) обозначает исходный материал, наоснове которого изготовлен прибор: Г(1) – германий, К(2) – кремний, А(3) –арсенид галлия, И(4) – соединения индия.Второй элемент (буква) обозначает тип прибора: Д – выпрямительныедиоды, Ц – выпрямительные столбы или сборки, С – стабилитроны, Л – излучающие оптоэлектронные приборы (светодиоды), В – варикапы, Т – биполярные транзисторы, П – полевые транзисторы, Н – диодные (неуправляемые) тиристоры, У – управляемые (триодные) тиристоры.Третий элемент (цифра) характеризует назначение прибора и его основные функциональные возможности (допустимое значение рассеиваемоймощности и граничную либо максимальную рабочую частоту).Четвертый элемент (2 либо 3 цифры) означает порядковый номер технологической разработки и лежит в пределах от 01 до 999.Пятый элемент (буква) обозначает модификацию конкретного типаприбора.
В данном элементе используются заглавные буквы русского алфавита от А до Я, кроме букв З, О, Ч, Ы, Ш, Щ, Я, схожих по написанию с цифрами. Пример обозначения приведен на рис.1.5.Рис.П.1 Обозначение полупроводниковых приборов1581.2. Зарубежные приборыВ Европе используется система Pro Electron, в которой приняты следующие условные обозначения.Первый элемент (буква) обозначает исходный полупроводниковый материал, на основе которого создан полупроводниковый прибор: А- германий,B- кремний, C – арсенид галлия, D- антимонид индия.Второй элемент (буква) обозначает подкласс полупроводниковых приборов: Y – диоды выпрямительные мощные, Z – стабилитроны, Q – излучающие, B – варикапы, С, D, F, L – транзисторы (низкочастотные маломощные, низкочастотные мощные, высокочастотные маломощные, высокочастотные мощные), Т – переключающие приборы (тиристоры).Третий элемент (цифра или буква) обозначает в буквенно-цифровомкоде полупроводниковые приборы, предназначенные для аппаратуры общегражданского применения (цифра) или для аппаратуры специального применения (буква).
В качестве буквы в последнем случае используются заглавныелатинские буквы, расходуемые в обратном порядке Z, Y, X и т.п.Четвертый элемент (2 цифры) означает порядковый номер технологической разработки, который находится в пределах от 01 до 99.В США наиболее распространенной является система обозначенийJEDEC. Согласно этой системе первая цифра соответствует числу p-n переходов и означает тип прибора: 1 – диод,2 – транзистор, 3 – тетрод (тиристор). За цифрой следует буква N и серийный номер. За номером могут стоять одна или несколько букв, указывающих на свойства приборов одного типа по различным электрическим параметрам или характеристикам. Пример:BC547C, BUZ11, BU508В Японии действует стандарт JIS-C-7012, содержащий пять элементов.Первый элемент (цифра) обозначает тип полупроводникового прибора:0- фотодиоды, фототранзисторы, 1 – диоды, 2 – транзисторы, 3 – переключающие приборы.Второй элемент обозначается буквой S (Semiconductor), указывающий,что данный прибор является полупроводниковым.Третий элемент (буква) обозначает разновидность (подкласс) полупроводниковых приборов: R – выпрямительные диоды, Z – стабилитроны, Q –светоизлучающие приборы, А – транзисторы p-n-p высокочастотные, В –транзисторы p-n-p низкочастотные, С – транзисторы n-p-n высокочастотные,D – транзисторы n-p-n низкочастотные, F – тиристоры, I – полевые транзисторы с p-каналом, K – полевые транзисторы с n-каналом, M – симметричныетиристоры.Четвертый элемент обозначает регистрационный номер технологической разработки и начинается с числа 11.Пятый элемент отражает модификацию разработки (А и В – первая ивторая модификация).1592.
Параметры и характеристики полупроводниковых приборов2.1. Полупроводниковые диодыПолупроводниковый диод – это двухэлектродный прибор, содержащийполупроводник с р-n- структурой и обладающий односторонней проводимостью. Электрод, присоединенный к p-области, носит название анода, а другой, присоединенный к n-области, – катодом.Рис.П.1. Условные графические обозначения диодов:а-силовые; б- односторонний стабилитрон; в-двухстороннийстабилитрон; г-варикапВ зависимости от физических свойств и назначения полупроводниковые диоды делятся на выпрямительные, универсальные, импульсные диоды,стабилитроны, варикапы, фотодиоды и излучающие (светодиоды).2.1.1. Выпрямительные диодыВыпрямительные диоды и столбы предназначены для преобразованияпеременного тока в постоянный.Основные параметры и характеристика:– среднее значение прямого тока Iа, вызывающего допустимый нагревдиода;– предельно допустимый прямой ток Iадоп;– падение напряжение на диоде при прохождении прямого тока ∆Uа;– внутреннее сопротивление диода Ri.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
