регулировок вся схема заливается эпоксидной смолой, образуя компактный модуль. Значительное количество ручных операций увеличивает стоимость этой технологии Однако большая свобода Б выборе компонентов, включая и интегральные схемы, позволяет добиваться наиболее высоких параметров.

Операционный усклитель

Монолитный

Гибридный

Дискретный

С гальванически связанными „

каскадами С модуляцией сигнала

I с пт-входом С прер"ывателем Варикапно-Биполярныи мостовой

-\--1-1

Дифференциальный Инвертирующий Неинвертирующий

С внутренней коррекцией С возмокностью программирования

частотной харантеристики тона

Стандартный

Мошнь й

Минромощный

Общего назначения

Специального назначения , I

I Л

Измерительный Электро- Широно- С быстрым метрический полосный установлением

Рис 4 1. Типы операционных усилителей

Каждая ветвь представляет один из принципов классификации технологию производства, схемную конфигурацию тип сигнального входа, возможность программирования,

выходную мощность и предполагаемое использование.

Гибридная интегральная технология сочетает положительные особенности, присушие обеим описанным выше технологиям. По этой технологии все резисторы, а также соединительные проводники изготавливают на нейтральной, обычно керамической, подложке. Затем монтируются бескорпусные полупроводниковые кристаллы, конденсаторы и, возможно, прецизионные резисторы, образуя гибридную интегральную схему, после чего последняя заключается в корпус тем же сг[особом, что и монолитные интегральные схемы. Резисторы и межсо-

единения выполняются либо путем трафаретной печати и вжи-гания резистивных и проводящих чернил {толстопленочная технология), либо путем напыления тонких металлических пленок за счет испарения или разбрызгивания металлов (тонкопленочная технология). Будущее гибридной технологии лежитв производстве в небольших количествах схем специального im-значения, которые нельзя реализовать в монолитной форме.

4.1.2. Построение схемы

Преобладающее большинство операционных усилителей - это устройства с непосредственными связями, осуществляющие прямое усиление сигналов. Тип входных транзисторов оказывает очень резко выраженное влияние на параметры усилителя, что ведет к разделению операционных усилителей с непосредственными связями на два класса - биполярных ОУ и ОУ с ПТ-входом.

Биполярные операционные усилители с парой биполярных транзисторов на входе обладают хорошей или даже превосходной стабильностью входного напряжения сдвига, но средними или плохими входными токами смещения и входными сопротивлениями. Как результат компромиссов в процессе проектирования получаемая динамическая характеристика часто бывает плохой.

Операционные усилители с ПТ-входом имеют на входе пару полевых транзисторов с р-л-переходом, которые ценой ухудшения стабильности входного напряжения сдвига обеспечивают превосходные входные токи смещения и входные сопротивления. Независимость входных токов смещения от уровня рабочих токов стоков позволяет улучшать параметры ОУ с ПТ-входом без заметной потери точности

Хотя в принципе использование во входном каскаде пары МОП-транзисторов и возможно, однако это делают редко из-за плохой временной и температурной стабильности их напряжения отсечки и трудностей, связанных с защитой затворов МОП-транзисторов от электрического пробоя.

Во второй группе операционных усилителей для усиления сигналов используются некоторые из методов модуляции Потенциальная область их применения определяется имеющимися на сегодняшний день ограничениями на использование усилителей с непосредственными связями; постепенно эта область сужается. Практическое значение имеют усилители с прерыванием сигнала и варикапно-мостовые усилители.

В усилителе с прерыванием входное напряжение подверга-ется прерыванию, после чего оно усиливается усилителем переменного тока. Вслед за этим постоянная составляющая вое-

Обычно еще меньше. - Прим.. ред.

станавливается синхронным демодулятором и полученный сигнал фильтруется. В последних разработках в качестве прерывателей используются исключительно МОП-трапзисторы и ПТ с р-п-переходом. У(!илитель с прерыванием имеет узкую полосу пропускания, равную примерно одной десятой частоты модуляции, однако ее можно произвольно расширить, добавив параллельный высокочастотный канал усиления (операционный усилитель со стабилизацией прерыванием). Усилители с прерыванием находят применение там, где нужны одновременно малые входные напряжение сдвига и токи смещения. Основными недостатками этих усилителей являются чрезмерно большие шумы и, у неправильно спроектированных усилителей, импульсные выбросы прерывания.

С только что описанным усилителем тесно связан усилитель с автоматической стабилизацией. По существу он представляет собой усилитель с непосредственными связями, работающий в прерывистом режиме, в котором чередуются периоды измерения и автоматической подстройки нуля. К этому усилителю добавлена аналоговая память, в которой хранится и периодически обновляется напряжение, необходимое для настройки нуля сдвига. Усилители этого типа используются в приборах, работающих в прерывистом режиме (например, в цифровых вольтметрах, многоканальных системах сбора данных и т. п.).

Ключевым элементом варикапно-мостового операционного усилителя является емкостный мост, состоящий из двух диодов (варикапов), емкость которых зависит от напряжения, и трансформатора, возбуждаемого высокочастотным напряжением накачки; напряжение входного сигнала нарушает баланс моста. Переменное напряжение, амплитуда которого равна входному сигналу, выделяется на измерительной диагонали разбалансированного моста, усиливается и подвергается синхронному выпрямлению и фильтрации. Положительной особенностью варикапно-мостовых усилителей является малая величина входных токов смещения и шумов. Основная область их применения - электрометрические схемы, в которых узкая полоса пропускания этих усилителей не является недостатком.

4.1.3. Типы сигнальных входов

Дифференциальный операционный усилитель - универсальный и наиболее широко применяемый тип ОУ. Оба его входа функционально эквивалентны, единственное очевидное различие между ними - в полярности усиления. Однако за универсальность всегда нужно платить либо увеличением стоимости усилителя, либо ценой затрат на стадии проектирования. Вот