Глава 9. Операционные усилители

использовано токовое зеркало на n − p − n транзисторах T3 и T4 .

Для выходного тока входного каскада, следовательно, можно за-

писать следующее соотношение:

I

Д = I K 2 − I K1

Благодаря тому, что выходным сигналом дифференциально-

го каскада является разностный ток, синфазные изменения кол-

лекторных токов входных транзисторов взаимно компенсируют-

ся, что значительно ослабляет синфазные входные сигналы. Ис-

точник тока эмиттеров выполнен на транзисторе T9 .

В некоторых ОУ (например, 140УД12) для этого также ис-

пользуется токовое зеркало, причем его входной ток задается

сопротивлением внешнего резистора и может им программиро-

ваться, что позволяет регулировать параметры ОУ, в частности,

потребляемый им ток.

Рис. 9.10. Упрощенная схема двухкаскадного ОУ А741

Вторую ступень усиления образует каскад с общим эмитте-

ром на транзисторе T6 . Он имеет в качестве нагрузки источник тока

на транзисторе T10 . Для повышения входного сопротивления этого

каскада на его входе включен эмиттерный повторитель на транзис-

торе T5 . Конденсатор C R обеспечивает операционному усилителю

частотную характеристику вида, приведенного на рис. 9.3.

Выходной каскад представляет собой двухтактный комплемен-

тарный эмиттерный повторитель на транзисторах T7 , T8 . Напряже-

– 171 –

Л.В. Кропочева. «Усилительные устройства»

ние на участке цепи из двух последовательных диодов, включенных

в прямом направлении, обеспечивает малый начальный ток покоя

этих транзисторов (режим класса АВ), что позволяет устранить пе-

реходные искажения сигнала. Такая схема обеспечивает симмет-

рию выходного сопротивления ОУ при различной полярности выход-

ного напряжения. Как правило, выходной каскад включает цепи за-

щиты от короткого замыкания выхода.

§4. Схема замещения операционного усилителя

При построении высокоточных схем на ОУ необходимо учиты-

вать влияние неидеальности усилителя на характеристики схемы.

Для этого удобно представить усилитель схемой замещения, содер-

жащей существенные элементы неидеальности. Полная схема за-

мещения ОУ для малых медленных изменений сигналов представ-

лена на рис. 9.11.

У операционных усилителей с биполярными транзисторами на

входе входное сопротивление для дифференциального сигнала r Д

составляет несколько МОм, а входное сопротивление для синфазно-

го сигнала rBX несколько ГОм. Входные токи, определяемые этими

сопротивлениями, имеют величину порядка нескольких нА. Суще-

ственно бoльшие значения имеют постоянные токи, протекающие

через входы операционного усилителя и определяемые смещением

транзисторов дифференциального каскада. Для универсальных ОУ

входные токи находятся в пределах от 10 нА до 2 мкА, а для усили-

телей с входными каскадами, выполненными на полевых транзисто-

рах, они составляют доли нА.

Рис. 9.11. Схема замещения реального операционного усилителя для

малых сигналов

– 172 –