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 (U_CM) – 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 (I_ВХ) - 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 (ΔI_ΒX) - 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 I_ВХ.
Входное сопротивление (r_ВХ) – сопротивление со стороны одного из входов ОУ, когда другой заземлен. Входное сопротивление ОУ достигает 10^3…10⁸Ом.
Коэффициент ослабления синфазного сигнала (М_СФ) – 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 (К_П) – 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.

Содержание