2.15.3 Дифференциальный каскад с гст (интегральное исполнение)
Три
верхних транзистора (
)
имеют проводимость p-n-p.
Остальные транзисторы имеют проводимость n-p-n.
1)
Для повышения
устойчивости
каскада используются каскодные
схемы на
транзисторах
и
.
Причем
собраны по схеме ОЭ, а
- по схеме ОБ. Нулевой потенциал на базах
этих транзисторов обеспечивает транзистор
в диодном включении
,
у которого ЭП закорочен, работает только
обратно смещенный КП. Барьерная емкость
этого перехода и обеспечивает нулевой
потенциал на базах
.
2)
На транзисторах
собрана динамическая
нагрузка
(вместо сопротивления
).
Резисторы
(3 шт.) – элементы эмиттерной стабилизации.
Транзистор
в
диодном включении (закорочен КП, работает
только ЭП, что эквивалентно прямо
смещенному диоду) осуществляет
параметрическую стабилизацию динамической
нагрузки. Кроме того, совместно с
резистором
диод
задает необходимое смещение на базы
транзисторов
.
3)
На транзисторе
собран ГСТ
(вместо резистора
).
Транзистор
в диодном включении (закорочен КП, прямо
смещенный ЭП эквивалентен диоду)
осуществляет параметрическую стабилизацию
.
Кроме того, совместно с резистором
диод
задает необходимое смещение на базу
.
2.16 Операционные усилители (оу)
ОУ – это интегральная микросхема представляющая собой многокаскадный усилитель постоянного тока с дифференциальным входным каскадом, большим коэффициентом усиления и глубокой ООС.
Термин «ОУ» возник от первоначального назначения этих усилителей – выполнение математических операций. На основе ОУ можно выполнить более 200 преобразований над сигналами.
Современные ОУ состоят, как правило, из 3-х каскадов, например:
1
каскад –
дифференциальный каскад с большим
и несимметричным выходом.
2 каскад – усилитель, собранный по схеме ОЭ.
3каскад – двухтактный бестрансформаторный УМ на комплементарной паре.
Обозначение оу:
∞
+Еп
-Еп
основное поле дополнительное поле
Равносторонний
треугольник на основном поле указывает
направление передачи сигнала. Знак
означает высокий
.
Вход 1 называется инвертирующим (сигнал с него передается на выход
ОУ с изменением фазы на 180 градусов).
Вход 2 – не инвертирующий (сигнал с него передаётся на выход ОУ без
изменения фазы).
На дополнительном поле указываются выводы питания, корпуса, балансировки нуля, коррекции.
Параметры оу
1. Коэффициент усиления дифференциального сигнала (часто этот коэффициент называется просто «коэффициент усиления»):
(
,т.е.
очень велик).
2.
Коэффициент ослабления синфазного
сигнала:
,
где
-
коэффициент усиления синфазного сигнала
,т.е.
велик)
3.
Входное сопротивление ОУ.
Это сопротивление большое (до десятков÷сотен
МОм). Оно обеспечивает поступление на
вход ОУ полезного сигнала (
)
практически без потерь – достоинство.
4.
Выходное сопротивление ОУ
определяется схемой оконечного каскада.
Оно мало (
),
поэтому всё выходное напряжение
передаётся в нагрузку практически без
потерь – достоинство.
5. Полоса пропускания ПП = (0 ÷ десятки) МГц, т.е. велика.
Вывод: по своим параметрам ОУ приближается к идеальному.
Т.к. ОУ имеет большой коэффициент усиления, то даже малое постоянное дифференциальное входное напряжение, вызванное асимметрией схемы (например, из-за разброса параметров) приведёт к появлению на выходе недопустимо большого постоянного напряжения, что вызовет перегрузку усилителя.
Чтобы этого избежать, в ОУ применяется глубокая внешняя ООС.