ОПЕРАЦІЙНІ ПІДСИЛЮВАЧІ ОКРЕМОГО ЗАСТОСУВАННЯ

До інтегральних ОП окремого застосування відносять підсилювачі, які мають покращене значення одного з параметрів. Це ОП з підвищеним вхідним опором, прецизійні, мікропотужні, з дуже високим коефіцієнтом підсилення, з низьким рівнем дрейфу, з підвищеною радіаційною стійкістю і т. д.

Інтегральні ОП з підвищеним вхідним опором. Підвищення вхідного опору ОП досягається двома способами: застосуванням у вхідному каскаді біполярних транзисторів з надвисоким коефіцієнтом передачі струму бази або використанням в тому ж каскаді польових транзисторів. Для підвищення вхідного опору диференційного підсилювача в його структурі використовують складені транзистори, які мають значно більший коефіцієнт передачі струму бази порівняно з одиночними транзисторами. При цьому вхідний опір підсилювача згідно з рівнянням (5.49) підвищується. Диференційні каскади на складених транзисторах з цією метою використовувались у ранніх випусках ОП. Але тепер за планарною технологією виготовляють одиночні біполярні транзистори, які в режимі малих струмів мають дуже велике значення h_21Е, що досягає кількох тисяч. В таких транзисторах підвищення h_21Еза малих струмів досягається зменшенням товщини базового шару з відповідним підвищенням тривалості емітерної дифузії. Недоліком біполярних транзисторів з помірним і надвисоким h_21Еєзниження напруги пробою внаслідок малої товщини бази.

Рис. 6.9

Транзистори з надвисоким значенням h_21Езастосовують у вхідних диференційних каскадах ОП типу 140УД6 і 140УД14. Оскільки транзистори з надвисоким значенням h_21Енизьковольтні, то при компоновці схеми диференційного каскаду використовують каскадне ввімкнення цих транзисторів у парі з високовольтними, забезпечуючи близький до короткого замикання за змінним струмом режим роботи низьковольтних транзисторів.

Вхідний опір мікросхем 140УД6 і 140УД14 становить 2·10³ і 30·10³ Ом при дуже малих струмах (30 і 2 мкА) відповідно. Коефіцієнт підсилення К_пU =(50 ... 70)·10³ для мікросхемі: 140УД6 і К_пU = 50000 для мікросхеми 140УД14.

У схемі ОП типу 544УД1 (рис. 6.9) вхідний опір підвищений застосуванням у вхідному диференційному каскаді польових транзисторівVТ2, VT5, активним навантаженням яких служать біполярні транзистори VТ1, VT4. Вхідний опір цього ОП приблизно 100 МОм, що значно вище вхідного опору ОП на біполярних транзисторах у вхідному каскаді, а вхідний струм знижений до 150 нА. Транзистор и VT 1 і VT4 разом з емiтерним повторювачем на транзисторі VT3 одночасно перетворюють двофазний сигнал в однофазний, який через емітерний повторювач на транзисторі VT8 надходить на вхід каскаду проміжного підсилення на транзисторі VT9 з джерелом колекторного струму на УТІ0. Вихідний каскад виконаний на комплементарних транзисторах VT15, VT18, забезпечуючи малий вихідний опір ОП. Конденсатор коригує внутрішню частотну характеристику ОП, звужуючи її, що запобігає самозбудженню підсилювача.

Рис. 6.10

Недоліком ОП 544УД1 є його чутливість до імпульсних завад. Тому необхідно застосовувати екрануючий пристрій або захищати входи польових транзисторів діодами. В останньому випадку струми витоку діодів зводять на ніщо всі переваги польових транзисторів у вхідному каскаді.

Інтегральні прецизійні ОПзастосовують тоді, коли необхідна висока стабільність характеристик, малі шуми і низький рівень дрейфу нуля. Схему прецизійного ОП 153УД5 подано на рис. 6.10. мікросхема має низьку напругу зміщення нуля (U_зм≤ 1 мВ) з незначним дрейфом ΔU_зм/ΔT = 5 мкВ/°С), малий рівень шумів і високий коефіцієнт підсилення (К_пU ≥10⁶). Високоточні характеристики дістають своєрідним розміщенням хрест-навхрест транзисторів VТ1 і VT2 вхідного каскаду в кристалі, що суттєво знижує тепловий вплив з боку потужного вихідного каскаду. Крім того, навантаження цих транзисторiв чисто резистивне (резистори Rl, R2i R4, R5),що дає мале відхилення вiд нуля вхідної напруги i зменшує рівень їїдрейфу. Резистори створюють мостову схему установки нуля, i зовнішній потенціометр, який під’єднується до виводів 1, 8 (у діагональ моста), дозволяє робити це дуже плавно. Другий диференційний каскад на транзисторах VТ10, VТ13, добре розв'язаний вiд першого з допомогою емітерних повторювачів (транзистор и VT7, VT14), має динамічні навантаження (транзистори VT11, VT12). Це забезпечує високе підсилення ОП. Потужний вихідний каскад на транзисторах VT25, VT26 працює в режимі підсилення за схемою АВ.

Рис. 6.11

Високе підсилення ОП 153УД5 дозволяє вводити зовнішні кола глибокого негативного зворотного зв'язку, що додатково стабілізує характеристики підсилювача.

Мікропотужні ОП.До мікропотужних відносять ОП з мікроватним споживанням потужності. Це досягається зниженням напруги джерел живлення або зменшенням струмоспоживання. До мікропотужних ОП відносять мікросхеми 140УД12 і 153УД4, остання поступається за своїми характеристиками інтегральному ОП 140УД12.

Вхідний каскад цього ОП (рис. 6.11) являє собою диференційний підсилювач на повторювачах напруги (транзистори VT2 , VT5) і повторювачах струму(транзистори VT3, VT6), навантаженням яких нарівні з резисторами R1, R2служать транзистори VT 4, VT7. Останні також виконують функції перетворення двофазного сигналу в однофазний. Корисний сигнал передається через повторювач напруги VT13 на підсилювальний каскад VТ15 з динамічним навантаженням (транзистор VT16). Узгоджуючий підсилювальний каскад на транзисторі VТ20 в навантаженням R3і VТ17 забезпечує розкачку двотактного вихідного каскаду на комплементарних транзисторах VT23, VT24, який працює в режимі підсилення АВ. Конденсатор С коригує внутрішню частотну характеристику підсилювача, забезпечуючи його стійку роботу.

При напрузі джерел живлення ± 3В і струмі зміщення 1,5 мкА ОП 140УД12 споживає потужність 150 мкВт. Коефіцієнт підсилення за напругою становить у цьому режимі 50000, а вхідний опір 50 МОм.

Якщо збільшити напругу джерела живлення до ±15 В і струм зміщення до 15 мкА, то при максимальній вихідній напрузі ± 10 В коефіцієнт підсилення зростає вдвоє, а вхідний опір зменшується на порядок.

Мікросхема 140УД12 працює в широкому діапазоні аміни напруги джерел живлення (від ± 1,2 В до ± 18 В). ДЛЯ такого режиму в даній ІМС передбачено регулювання струмів зміщення з допомогою зовнішнього джерела, яке під'єднується до виводу 8. Якщо цим джерелом змінювати струм колектора транзистора в діодному вмиканні VT12, то змінюються струми зміщення, які задаються джерелами стабільного струму на транзисторах VT8, VT9, VT10, VТ14, що взаємозв'язані через названий стабілізуючий транзистор VТ12. При цьому змінюються струми баз і колекторів транзисторів вхідного каскаду і каскаду підсилення на транзисторі VТ15, що і зумовлює регулювання основних параметрів ОП. Мікросхема 153УД4 може працювати при різних напругах джерел живлення, наприклад, при Е_к = ± 6 В струм споживання становить 0,7 мА.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
ОПЕРАЦІЙНІ ПІДСИЛЮВАЧІ ЗАГАЛЬНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ	\|	НАЙВАЖЛИВІШІ ПОКАЗНИКИ ОПЕРАЦІЙНИХ ПІДСИЛЮВАЧІВ

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.004 сек.