Контрольные вопросы

1. Чем отличаются полевые транзисторы различных типов?

2. Нарисуйте условные графические обозначения транзисторов различных типов. Запишите названия выводов на рисунке.

3. Сколько p-n-переходов имеет полевой транзистор?

4. Расскажите о процессах, соответствующих характерным участкам стоко-затворных и стоковых характеристик.

5. Перечислите основные параметры транзисторов. Охарактеризуйте каждый из них.

6. Каковы области применения полевых транзисторов?

7. Охарактеризуйте достоинства и недостатки полевых транзисторов по сравнению с биполярными.

Операционный усилитель и схемы на его основе

Цель лабораторной работы: изучение операционного усилителя (ОУ) и его работы в схемах постоянного тока.

Оборудование: ОУ 140УД7 или его аналог, макетная панель с набором резисторов класса точности 2%, источники питания постоянного напряжения +15 В, –15 В, цифровой вольтметр.

Краткая теория Что такое операционный усилитель?

Операционным называют усилитель, предназначенный для выполнения математических операций при использовании его в схемах с обратной связью (ОС). Однако область применения ОУ, выполненного в виде микросхемы, значительно шире. Поэтому в настоящее время под ОУ принято понимать микросхему – усилитель постоянного тока, позволяющий строить узлы аппаратуры, функции и технические характеристики которых зависят только от свойств цепи ОС. При соответствующем выборе внешних элементов ОУ может использоваться для сложения, вычитания, умножения, деления, усреднения, интегрирования, дифференцирования сигналов. ОУ является универсальной микросхемой. На его основе можно изготовить стабилизаторы напряжения и тока, активные фильтры, фазовращатели, цифро-аналоговые и аналого-цифровые преобразователи, генераторы синусоидальных, пилообразных, треугольных и прямоугольных импульсов.

ОУ – это модульный многокаскадный усилитель с дифференциальным входом, по своим характеристикам приближающийся к воображаемому «идеальному усилителю». С таким идеальным усилителем обычно ассоциируются следующие свойства:

1. Бесконечно большой коэффициент усиления.

2. Бесконечно большое входное сопротивление.

3. Нулевое выходное сопротивление.

4. Равенство нулю выходного напряжения (U_ВЫХ = 0) при равных напряжениях на входах (U₁ = U₂) и нулевом входном сигнале U₁ = U₂ = 0.

Первый каскад ОУ – это дифференциальный усилитель, который имеет высокий коэффициент усиления по отношению к разности входных сигналов (U₁ – U₂) и низкий коэффициент усиления по отношению к синфазным сигналам (т.е. к сигналам, поданным одновременно на оба входа с одинаковыми фазой и амплитудой). Например, при подаче на входы сигналов напряжением 3 В и 2 В усилитель будет усиливать только разностный сигнал напряжением 1 В.

За входным каскадом ОУ следует один или несколько промежуточных каскадов, обеспечивающих усиление по напряжению и по току (рис. 33):

Оконечный каскад должен обеспечивать низкое полное выходное сопротивление ОУ и ток, достаточный для питания ожидаемой нагрузки. Желательна также схема защиты ОУ от короткого замыкания нагрузки и перенапряжений на входе. Общий коэффициент усиления ОУ является произведением коэффициентов усиления отдельных каскадов.