36. Операционные усилители. Структура и характеристики оу на биполярных и моп-транзисторах.

Операционный усилитель (ОУ) представляет многокаскадный усилитель напряжения, обладающий очень большим коэффициентом усиления. Входное сопротивление ОУ очень велико, а выходное мало. Операционный усилитель представляет универсальное устройство, предназначенное для выполнения различных операций с аналоговыми сигналами.

Принципиальная схема ОУ на биполярных транзисторах содержит три каскада.

Транзисторы образуют входной дифференциальный каскад, выполненный по каскадной схеме. На входном каскаде обеспечивается высокое входное сопротивление схемы. Цепью смещения первого каскада является токовое зеркало. Нагрузкой входного каскада является цепь, состоящая из транзисторов и резисторов. Использование дифференциальной каскодной схемы обеспечивает высокое входное сопротивление ОУ и большой коэффициент ослабления синфазного сигнала.

Второй каскад обеспечивает основную часть коэффициента усиления ОУ. Образуется эмиттерный повторитель, обеспечивающий высокое входное сопротивление каскада. Это позволяет избежать потери усиления из-за рассогласования сопротивлений первого и второго каскадов. В данном каскаде реализуется усилитель с общим эммитером и отрицательной обратной связью по току, то позволяет получить больший коэффициент усиления и сэкономить площадь, занимаемую каскадом на кристалле.выходом второго каскада является коллектор с конденсатором.ю как цепью обратной связи.

Выходной каскад представляет двухтактный эмиттерный повторитель. Его назначение – усиление мощности выходного сигнала и обеспечение низкого выходного сопротивления ОУ. Между 2 и 3 каскадами выключен эмиттерный повторитель на n-p-n транзисторе для согласования сопротивлений каскадов.

МОП-операционные усилители реализуют по двухкаскадной схеме. Первый каскад выполняется по дифференциальной схеме. Вторым каскадом является усилитель на МОП-транзисторе, выполненном по схеме с общим истоком. Нагрузкой обоих каскадов являются отражатели тока. Коэффициент усиления таких ОУ не превышает 5000. Поскольку повторитель напряжения в схеме отсутствует, выходное сопротивление велико и составляет несколько десятков килоом.

36. Базовые логические элементы интегральных схем. Логический инвертор.

Передаточная характеристика.

Основные операции алгебры логики – логическое сложение, логическое умножение и логическое отрицание.

Логическое сложение (операция ИЛИ): , читается «А или В». Эта операция означает, что сложное высказывание истинно, если истинно хотя бы одно из простых высказываний или истинны оба высказывания. Операцию логического сложения называют дизъюнкцией.

Логическое умножение (операция И): , читается «А и В» Эта операция означает, что сложное высказывание истинно лишь тогда, когда истинны все простые высказывания. Операцию логического умножения называют конъюнкцией.

Логическое отрицание (операция НЕ, логическое отрицание): , читается «не А ». Эта операция означает, что результирующее высказывание истинно, если исходное ложно, и наоборот.

Основные логические функции могут быть реализованы с помощью электронных схем, называемых логическими элементами. Эти схемы имеют один или несколько входов и, как правило, один выход. Уровень напряжения на выходе логической схемы определяется уровнями напряжения на входах и характером реализуемой логической функции.