7.3 Динамикалық жүктемелі дифференциалды күшейткіш

күшейткішінің күшейту коэффициентін жоғарылату үшін коллекторлық жүктемені ұлғайту керек, бірақ ол жағдайда Е_К кернеу көзін ұлғайту қажет болады. Интегралды сұлбаларда ұлғаюы ауданның ұлғаюы мен микросұлба габариттерінің ұлғаюына алып келеді.

Сондықтан интегралды сұлбаларда динамикалық жүктеме қолданылады, яғни, және резисторларының орнына тұрақты ток бойынша төмен, айнымалы ток бойынша жоғары кедергіге ие VТ₃ және VТ₄ транзисторлары қолданылады.

V Т₃ және VТ₄ транзисторлары негізгіге қарама-қарсы полярлылыққа ие. (7.2– сурет).

VТ₃ және VТ₄ транзисторлары (n-p-n-типті) – негізгі, VТ₃ және VТ₄ транзисторлары (p-n-p-типті) – коллекторлық жүктеме. Бұл транзисторлар коллекторлармен байланыстырылған. VТ₃ транзисторы диодты қосылуда қолданылады. Эмиттерлік тізбекте жұмыс сұлбасына синфазды сигналдың әсерін азайту үшін тұрақты ток генераторы (ТТГ) қойылады.

ДК кірісі – дифференциалды, шығысы – біртактілі.

VТ₃ және VТ₄ транзисторлары токтық айна-ток сәуле түсіргіш сұлбасы бойынша қосылған. I_К1 тогы VТ₃ арқылы келіп транзисторлар базаларында біркелкі ығысу құрады.Сондықтан , а тогы болып табылады. Сонымен бірген . VТ₄ VT₁тогының өзгерістерін қайталайды,яғни, толығымен қайталайды, сондықтан VТ₃ және VТ₄ токтық айна деп аталады.

, және К_u табайық. Кірісіне сигналы берілсін дейік. және базалары тогының өсімі. Онда коллектор токтары және . болса, онда ДК шығысында ток тең.ДК шығысында ток  рет ұлғайды және екі еселенді.

ДК шығыс кернеуі , бұл жерде - келесі каскадтың кіріс кедергісі.

ДК күшейткіш коэффициенті . болғанда .

кедергісі бірнеше жүздеген килоом-мен қамтамасыз етілуі мүмкін, сонымен қатар кернеу бойынша ДК күшейту коэффициенті бірнеше жүздеген,мыңдаған килоомға жетуі мүмкін.

Осы сияқты,ток көрсеткіші кернеу бойынша күшейтудің жоғары коэффициентіне жетуге және біртактілі шығыста сигналды екі еселеуге мүмкіндік береді.

8 Дәріс 8. Операционды күшейткіштердің негізгі параметрлері

Дәріс ммазмұны:

– операциондық күшейткіштердің негізгі параметрлері мен тағайындалуы;

– Үшкаскадтты ОК –тің құрылымдық сұлбасы.

Дәріс мақсаты:

– операциондық күшейткіштердің негізгі параметрлері мен интегралдық мінездемесін меңгеру, және олардың ерекшеліктері;

– ОК дің құрылымдық сұлбаларын меңгеру.

8.1 Операциондық күшейткіштердің негізгі параметрлері мен тағайындалуы

Операциондық күшейткіш – біртактілі шығысы мен дифференциадық токтың тұрақты әмбебап кушейткіші.

Кемшіліксіз ОК – тің келесі параметрлері:

• кернеу бойынша күшейту коэффициенті ;

• кіріс кедергісі ;

• шығыс кедергісі .

Мұндай мінездемелер терең кері байланысты қолдануға мүмкіндік береді және ОК тек қана кері байланыс тізбегі элементтерімен анықталады. КБ қолданыла отырып әртүрлі математикалық операциаларды орындауға болады. Сондықтан күшейткіштер операционды деп аталған.

ОК шартты белгiленуі 8.1– суретте келтірілген.

Мұнда:

1кіріс – терістемейтін кіріс, яғни кіріс сигналы шығыс сигналының фазасына сай келеди;

2 кіріс – терістейтін кіріс, яғни кіріс сигналы шығыс сигналына қарсыфазада; шығыс– біртактілі;

+ Е_п және ‑Е_п –‑ екіөрісті көзі және екі қорек көзінің Е_п қорытындысы.

Нақты ОК–тер әдетте күшейткіштің амплитудалы жиілікті мінездемесінің талаптарын бір қалыпқа келтіретін жиіліктің түзетудің ішкі тізбектерін жалғау үшін қолданылатын көптеген шығыстарға ие.

Идеалдыдан ОК мінездемесі кішкене ғана ажырыталады. Нақты ОК мінездемелері идеалдыдан аздап өзгеше. ОК тің шынайы негізгі параметрлері:

а) дифференциалдық сигналдың күшейту коэффициенті

;

б) синфазды сигналдың күшейту коэффициенті ;

в) ОК децибелмен синфаздық сигнал әлсіреу коэффициенті ;

г) кіріс кедергісі әдетте 400 кОм – ға тең (ол ондық кОм –нан бірнеше ондық МОм –ға дейн жетуі мүмкін);

д) шығыс кедергісі

е ) амплитудтты-жиілікті мінездеме (АЖМ) – – жиілік күшейту коэффициентіне тәуелді (Боде диаграммасында – логарифмдік маштабта түзетілген мінездеме) 8.2,а.–суретте келтірілген. АЖМ бөлек каскадттар АЖМ мен ОК тің жиынтығын көрсетеді.

Жиілікті он есе өзгерте отырып (декадаға) ол кушейту коэффициенті кернеу бойынша он есеге азаяды (яғни 20 дБ ге азаяды).

Екікаскадтты ОК екі сынықты АЖМ бар (әр каскад бір сынықтан кіргізеді);

ж) фазажиілікті мінездеме ОК (ФЖМ) – фаза сигналы жиілікке тәуелді (8.2,б–сурет). Әр каскад жоғарғы жиілікте фазалық бұрылуды кіргізеді, ол азайтуға. Ал ФЖМ ге қалып отырады, мұнда n – ОК каскад саны.

ФЖМ және АЖМ ОК тің жұмысында тұрақтылық болу керек

ОК жұмысын тұрақтандыру үшін АЖМ және ФЖМ қажет;

и) ‑ күшейткіштің бірлік жиілігі, яғни жиілік, күшейту коэффициенті бірге тең;

к ) тарату сигналының мінездемесі және амплитудалық мінездеме – ол шығыс кернеуінің кіріс кернеуне тәуелділігі. 8.3. – суретте келтірілген.

Әдетте .

л) егер ал , онда ОК– тің баланстық орны бар.

Н ақты ОК–тің сұлбасының ішінде баланстан шығу болуы мүмкін, егер пайда болуы мүмкін. (8.4 – суретте).

м) Бастапқы ығысу және U _{кір.ығысу.нөлі} ‑ шығыс кернеуі нөлге тең болу үшін, кірістің біріне тұрақты кернеу түсіреміз. (8.4– суретте). Ол шамамен 1...3 мВ тең;

н) кіріс токтың айырмашылығы ‑ 5…50 нА;

п) мүмкін болатын синфазалық кернеулер диапазоны – бұл екі кірістеде максималды бірдей кернеу, және ОК ығысу немесе тоқтатуын 3…13 В қанығу және тоқтату ОК кірмеген;

р ) кіріс тусуіне шығыс кернеуі берілгенде ол жуықтап 0,1…10 В/мкс тең. Кіріс ауысуында кернеу шығыс жылдамдығының өсуіне, тең.