2 Параметры реального операционного усилителя
Реальный операционный усилитель обычно содержит три каскада усиления, которые охватываются глубокой внешней обратной связью, определяющей их результирующие характеристики, и применяются не только для выполнения математических операций, благодаря чему они получили свое название, но и в радиоэлектронных устройствах различного назначения: усилителях различного типа, преобразователях сигнала, генераторах и т.п.
Реальный операционный усилитель отличается от идеального и имеет следующие параметры:
Коэффициент усиления (К) – это отношение изменения выходного напряжения к изменению дифференциального входного напряжения при работе усилителя на линейной участке характеристики. Интегральные операционные усилители имеют коэффициент усиления в диапазоне 103…106 .
Напряжение смещения (UCM) – это дифференциальное входное напряжение, при котором выходное напряжение равняется нулю. Наибольшее значение напряжения смещения (30…100 мВ) имеют ОУ, входные каскады которых выполнены на полевых транзисторах, а минимальные (1…10 мВ) – входные каскады которых выполнении на биполярных транзисторах. Этот параметр связан с “дрейфом нуля” при работе ОУ.
Входной ток (IВХ) - это среднее арифметическое значение тока двух входов усилителя, при таком входном напряжении, когда напряжение на его выходе равняется нулю. Для ОУ на биполярных транзисторах входной ток равняется 0,01…1 мкА, а для ОУ на полевых транзисторах он значительно меньше – до 1 нА. Этот параметр связан со входным сопротивлением ОУ.
Разность входных токов (ΔIΒX) - это абсолютное значение разности токов двух входов усилителя, когда напряжение на его выходе равняется нулю. Этот параметр характеризует асимметрию входных каскадов ОП и составляет приблизительно 10…50 % от IВХ.
Входное сопротивление (rВХ) – сопротивление со стороны одного из входов ОУ, когда другой заземлен. Входное сопротивление ОУ достигает 103…108 Ом.
Коэффициент ослабления синфазного сигнала (МСФ) – это отношение синфазного сигнала к изменению напряжения смещения усилителя, которое вызвано этим сигналом. Для интегральных ОУ коэффициент ослабления синфазного сигнала достигает 60 – 110 дБ.
Коэффициент влияния нестабильности источника питания (КП) – это отношение изменения напряжения смещения к изменению напряжения питания, которое вызывало это изменение. Этот коэффициент реально равняется 20…200 мкВ/В.
Частота единичного усиления (F1) – это частота, при которой коэффициент усиления ОУ уменьшается до единицы. Для большинства ОУ частота одиночного усиления – 0,1…100 мГц.
Максимальная скорость нарастания выходного напряжения (V) – это максимальная скорость изменения исходного напряжения при подаче на вход идеального перепада напряжения. В интегральных ОУ достигает 0,3…50 В/мкс.
Параметры реального ОУ зависят от температуры. Температурный дрейф напряжения смещения для ОУ на биполярных транзисторах составляет 5…20 мкВ/К, а для ОУ на полевых транзисторах - 20…100 мкВ/К. Температурный дрейф входных токов в ОУ на биполярных транзисторах уменьшается при увеличении температуры, а в ОУ на полевых транзисторах он растет с ростом температуры. Температурный коэффициент коэффициента усиления ОУ может быть положительным и отрицательным, но обычно коэффициент усиления в диапазоне рабочих температур изменяется не более чем в 3…5 раз.
- Вступление
- Домашнее задание
- Задание к лабораторной работе
- Теоретические знания
- 1 Полупроводниковые материалы
- 2 Структура и зонная диаграмма собственных и примесных полупроводников
- 3 Параметры собственных полупроводников
- 4 Параметры примесных полупроводников
- 5. Электропроводность примесных полупроводников.
- Контрольные вопросы
- Лабораторная работа №2 Исследование основных типов полупроводниковых диодов, применяемых в системах контроля и управления судовым оборудованием
- Лабораторная схема
- Домашнее задание
- Задание к лабораторной работе
- Подготовка измерительного стенда к измерению вольтамперных характеристик диодов и стабилитронов.
- Исследование германиевого микросплавного импульсного диода типа гд508а.
- Исследование кремниевого маломощного стабилитрона типа 1n5201.
- Теоретические знания
- Образование электронно-дырочного перехода
- Вольтамперная характеристика р-п перехода
- Полупроводниковые диоды
- Влияние внешних факторов на вах реальных диодов
- 3 .2 Классификация диодов
- Параметры и применение исследуемых типов диодов
- Контрольные вопросы
- Лабораторная работа № 3 Исследование статических характеристик основных типов биполярных транзисторов, применяемых в системах контроля и управления судовым оборудованием
- Лабораторные схемы
- Домашнее задание
- Задание к лабораторной работе
- 1. Подготовка измерительного стенда к измерению статических характеристик биполярного транзистора, включенного по схеме с оэ.
- 2. Исследование кремниевого эпитаксиально-диффузионного биполярного транзистора п-р-п типа кт315е.
- Теоретические знания
- 1 Структура и основные режимы работы биполярного транзистора
- 2 Работа транзистора в активном режиме
- 3 Сравнение различных схем включения транзистора
- 4 Малосигнальные параметры биполярного транзистора
- 6 Статические характеристики биполярного транзистора
- 7 Модель Эберса-Молла
- 8 Работа транзистора в импульсном режиме
- 9 Классификация биполярных транзисторов
- 10 Система обозначений биполярных транзисторов
- Контрольные вопросы
- Лабораторная работа № 4 Исследование статических параметров основных типов униполярных транзисторов, применяемых в системах контроля и управления судовым оборудованием
- Лабораторные схемы
- Домашнее задание
- Задание к лабораторной работе
- Исследование полевого транзистора управляемого р-п переходом и каналом п-типа кп303и.
- Теоретические знания
- 1 Структура и принцип работы униполярного транзистора с управляющим р-п переходом
- 2 Структура и принцип работы униполярного транзистора с изолированным затвором
- 4 Малосигнальные параметры униполярных транзисторов
- 5 Основные схемы включения униполярных транзисторов
- 6 Классификация униполярных транзисторов
- 7 Система обозначений униполярных транзисторов
- Контрольные вопросы
- Лабораторная работа № 5 Исследование rс-усилителя на биполярном р-п-р транзисторе, как основного усилителя систем управления судовым оборудованием
- Лабораторные схемы
- Домашнее задание
- Задание к лабораторной работе
- Теоретические знания
- 1 Выбор режима работы усилителя по постоянному току
- Нагрузочная прямая строится следующим путем (только для линейной нагрузки):
- 2 Стабилизация работы транзисторного усилителя с помощью отрицательной обратной связи
- 3 Амплитудно - частотная характеристика усилителя
- 4 Эмиттерный повторитель напряжения
- Если учитывать сопротивление базового делителя, то входное сопротивление приблизительно равняется
- Контрольные вопросы
- Лабораторная работа № 6 исследование основных схем включения операционного усилителя, применяемых в системах управления
- Лабораторные схемы
- Домашнее задание
- Задание к лабораторной работе
- Теоретические знания
- 1 Идеальный операционный усилитель
- 2 Параметры реального операционного усилителя
- 3 Основные схемы включения операционных усилителей
- 4 Зависимость коэффициента усиления оу и фазового смещения от частоты
- Контрольные вопросы
- Лабораторная работа № 7 Исследование основных схем включения мультивибраторов, применяемых в системах контроля и управления судовым оборудованием
- Лабораторные схемы
- Домашнее задание
- Задание к лабораторной работе
- 1. Исследование мультивибратора на биполярных транзисторах
- 2. Исследование мультивибратора на операционном усилителе
- Теоретические знания
- 1 Мультивибратор на биполярных транзисторах
- 2 Мультивибратор на основе операционного усилителя (оу)
- Контрольные вопросы
- Лабораторная работа № 8 исследование типОвых логических функциональных элементов интегральных микросхем
- Лабораторные схемы
- Домашнее задание
- Задание к лабораторной работе
- Теоретические знания
- Классификация интегральных микросхем
- 2 Условные обозначения и таблицы истинности основных логических элементов
- 3 Типовые схемы базовых логических элементов интегральных микросхем
- 4 Сравнение ттл и кмоп логических элементов
- Контрольные вопросы