3. Сдвиг и шумы создают аддитивные погрешности в операционной схеме.

4. Коэффициент усиления без обратной связи, КОСС, входное и выходное сопротивления вызывают появление мультипликативных погрешностей в операционной схеме.

5. Время установления и время восстановления после перегрузки не является параметрами самого ОУ, а служит комплексными динамическими характеристиками операционного усилителя в простой ошерационной схеме (повторителе напряжения или инверторе).

Список литературы

1. Handbook of Operational Amplifiers Applications, Burr-Brown Research Corp., Tucson, 1963.

2. Applications Manual for Computing Amplifiers for Modelling, Measuring, Manipulating, and Much else, Philbrick Research, Inc., Dedham, 1965.

3. Stata R., Users guide to applying and measuring operational amplifier speci-

fications, Analog Dialogue, I, (3) (1967), 1-8, Analog Devices, Inc., Norwood.

4. Stata R., Whats wrong with op-amp specs, EEE, 16 (7) (1968), 44-50.

6. Tobey G. E, Graeme J G., Huelsman L. P., Operational Amplifiers, McGraw-Hill, New York, 1971. (Имеется перевод: Проектирование и применение опе-рационнь7Х усилителей/Под ред. Дж. Грэма, Дж. Тоби и Л. Хьюлсмана. - М - Мир, 1974)

Глава 3

СВОЙСТВА ОПЕРАЦИОННОГО УСИЛИТЕЛЯ

В этой главе мы заглянем в глубь операционного усилителя. Для простых усилительных каскадов покажем физический смысл введенной в гл. 2 эквивалентной линейной модели и связь ее параметров со свойствами применяемых электронных компонентов. Рассматриваются только усилители с гальванически связанными каскадами; методы модуляции поясняются на примерах в гл. 4.

Две наиболее важные части ОУ - это входной каскад и выходной каскад. Они могут быть связаны напрямую или через промежуточные каскады усиления.

Свойства двух больших групп операционных усилителей определяются тем, какое входное усилительное устройство мы выберем- биполярный транзистор или полевой транзистор (ПТ).

3.1. Биполярный входной каскад

Входной усилительный каскад - наиболее критичная часть ОУ и место, где на этапе проектирования сталкиваются два противоречивых требования, а именно точности и быстродействия. Он непосредственно определяет все входные параметры и оказывает существенное влияние на ряд передаточных и выходных параметров. Симметричная дифференциальная конфигурация этого каскада естественным образом обеспечивает функциональную симметрию инвертирующего и неинвертирующего входов.

На рис. 3.1, а показан ОУ в частично раскрытом виде -с дифференциальным входным каскадом, состоящим из биполярных п-р-и-транзисторов Ti, Т2, коллекторных резисторов Ki, Rk2 и источника тока /. Базы указанных транзисторов служат соответственно инвертирующим и неинвертирующим входами всего операционного усилителя, остальные каскады которого символически изображены в виде идеального усилителя Ах. Рассмотрим входные параметры такого ОУ, использовав основные понятия теории транзисторов.

Статические характеристики биполярного транзистора в активной области с достаточной степенью точности описываются уравнениями [1]

/к = 4асеэ/* или /бэ = (ЙТ/<7)1п(/к нао). (3-1)

/б-/к/Р---- №

Неинвертирующии J

вход "zr:: nrf*, 2

Выход

Рис 3 1 Биполярный дифференциальный входной каскад Для исследования влияния, которое он оказывает на входные параметры ОУ, все остальные усилительные каскады заменены идеальным усилителем (а) Особенностью би-иолярного ОУ является возможность одновременной настройки нуля входного сдвига

>-0) и температурного дрейфа (dEJdTa) путем подстройки коллекторных резисторов (б)

klq =f

/нас

Приведенные здесь обозначения имеют следующий смысл (см. также рис. 3.2):

1к, /б-токи коллектора и базы соответственно; {/вэ-напряжение перехода база - эмиттер; Т - а1бсолютная температура;

= 86,2 мкВ/°С-отношение постоянной Больцмана fe= 1,38-Ю-з Дж/К к заряду электрона 0=1,60-•Ю-з Кл;

-температурный потенциал, при комнатной температуре приблизительно равный 25 мВ; -гипотетический ток насыщения, в уравнении (3 1) - температурно-зависимый масштабный коэффициент;

коэффициент усиления по току в схеме с общим эмиттером (ОЭ).

Парамепры /нас и р включают в себя физические, технологические и связанные с применяемым для производства данного транзистора материалом константы и характеризуют конкретный тип и экземпляр транзистора. Их производственный разброс велик, порядка 100%. Однако три одновременном изготовлении двух согласованных транзисторов в монолитной интегральной схеме относительный разброс не превышает 10%, а у хорошего изготовителя - даже 1%. Обычно причиной указанного разброса является производственный разброс толщины базы [2, с. 256], [3, с. 220]