40. Подати схему підсилювача зі спільним колектором.

41. Якої величини вхідний опір підсилювача зі спільним колектором?

Підсилюючий каскад з СК (емітерний повторювач)

VT1 – біполярний транзистор – підсилювальний елемент

R_E – навантаження підсилювача за постійним струмом, яке одночасно забезпечує температурну стабілізацію

R₁, R₂ – дільники напруги

C₁, C₂–розділяючи конденсатори: С₁ виключає потрапляння постійної напруги на джерело вхідного сигналу; С₂ виключає потрапляння постійної напруги з колектора на навантаження

е_дж – джерело вхідного сигналу, аR_дж – його внутрішній опір

Вхідний опір підсилювача зі спільним колектором визначається за формулою:

де R_Б – опір бази;

R_E–опір у колі емітера

R_ЕБ – опір емітерного переходу

– коефіцієнт підсилення по току

Величина вхідного опору велика, порядку десятків – сотень кОм.

Каскади з СК застосовують як узгодженні, коли джерело сигналу має великий R_вих , а навантаження(наприклад, каскад з СЕ) має малий R_вх.

42. Що таке операційний підсилювач?

Операці́йнийпідси́лювач — підсилювач постійного струму з диференційним входом, що має високий коефіцієнт підсилення. Призначений для виконання різноманітних операцій над аналоговими сигналами, переважно, в схемах з від’ємним зворотним зв’язком (ВЗЗ).

Операційний підсилювач, виконаний у вигляді інтегральної мікросхеми, має у своєму складі: диференціальний вхідний каскад (ДВК), проміжні каскади посилення (ПКУ) і крайовий каскад (ОК).

На схемах позначається так:

Де:

• V+ - неінвертуючий вхід;

• V- - інвертуючий вхід;

• Vout - вихід;

• Vs+ - плюс джерела живлення

• Vs-: мінус джерела живлення

Вказані п'ять виводів, має будь-який ОП, вони абсолютно необхідні для його функціонування. Окрім вказаних, деякі ОП можуть мати додаткові виводи, призначені для:

• встановлення струму спокою;

• частотної корекції;

• балансування (корекції зсуву) нуля;

43. Чому дорівнює коефіцієнт підсилення операційного підсилювача?

Ідеальний ОП повинен мати нескінченно високий коефіцієнт підсилення K_U→∞, R_вх→∞, R_вих→0.

Реальний ОП має дуже великий коефіцієнт підсилення – 1000…1000000 і більше.

Інвертуючий ОП

K_U = U_вих/U₂ = - R₂ / R₁

Неінвертуючий ОП

K_U = 1 + R_ос / R₁

Повторювач

K_U = 1

44. Чому дорівнює вхідний опір операційного підсилювача?

Основні вимоги до ОУ зводяться до того, щоб він якомога ближче відповідав ідеальному джерела напруги, керованого напругою з нескінченно великим коефіцієнтом підсилення. А це означає, що вхідний опір ОУ має бути одно нескінченності (R вх =) і, отже, вхідний струм I вх = 0.ОП має великий вхідний опір – 1кОм…1МОм.

45. Що таке інвертуючий підсилювач?

На рис. 1 приведено схему найпростішого інвертую чого підсилювача. Неінвертуючий вхід заземлений, тобто знаходиться під нульовою напругою (U_вх2 на рис.1 дорівнює нулю). Вхідний сигнал через резистор R1 подається на інвертуючий вхід. Операційний підсилювач охоплений паралельним від'ємним зворотнім зв’язком по напрузі через резистор R_ОС. Знайдемо вираз для коефіцієнта підсилення схеми.

Рис 1. Інвертуючий підсилювач

Відповідно до властивостей операційних підсилювачів

U_A = U_B = 0         (1)

Отже, потенціал точки А дорівнює потенціалу спільної шини – "землі". Тому ця точка має назву "віртуальної землі".

Використовуючи отримане значення, знаходимо значення струмів І_вхта І_ОС (з властивостей операційних підсилювачів І_вх ≈І_ОС)

;         (2)

.         (3)

Прирівнюючи їх та враховуючи, що К = U_вых / U_вх, отримаємо наступний вираз для коефіцієнта підсилення інвертую чого підсилювача:

,         (4)

де знак мінус вказує на зміну фази вихідного сигналу порівняно з фазою вхідного на 180˚ (вихідна напруга знаходиться у протифазі, інверсно з вхідною напругою). У зв'язку з цим, якщо вхідний сигнал наростає, то посилений вихідний – спадає, і навпаки, спадаючому вхідному сигналу відповідає наростаючий вихідний.

З (4) видно, що інвертуючий підсилювач може мати будь-який коефіцієнт підсилення: як більший за 1, так і менший.

Паралельний від'ємний зворотній зв'язок по напрузі зменшує вихідний опір підсилювача. Його величину, в першому наближенні, можна визначити, використовуючи поняття "віртуальна земля". Так як напруга в точці А дорівнює нулю, то для джерела вхідного сигналу "здається", що між його входами включено резистор R1, тобто

R_{вх и ус} = R1.         (5)

Введення від'ємного зворотного зв'язку розширює діапазон підсинюваних частот. Нижче приведено логарифмічну АЧХ операційного підсилювача та інвертуючого підсилювача, спроектованого а основі цього операційного підсилювача. 

Рис 2. Логарифмічна АЧХ операційного підсилювача тп інвертую чого підсилювача

Великі коефіцієнти підсилення початкового операційного підсилювача відповідають досить вузькому діапазону частот – від нуля до приблизно декількох десятків/сотен герц.

Рівномірний коефіцієнт підсилення інвертую чого підсилювача доходить до верхньої частоти, що дорівнює:

.         (6)