почему выпускаются специализированные усилители, имеющие ограниченную область применения из-за наличия у них всего одного входа, но лучшее соотношение функциональных возможностей и стоимости.

У инвертирующего ОУ активно можно использовать только инвертирующий вход, в то время как неинвертирующий вход служит опорной точкой (землей сигнала). Есть три аргумейзга в пользу инвертирующих ОУ: необходимость создания на их основе схем быстродействующих ОУ с коррекцией подачей сигнала вперед, стабилизированных прерыванием ОУ, и варикап-но-мостовых ОУ для измерения сверхмалых токов

В неинвертирующем операционном усилителе сигнал можно подавать на любой из двух входных зажимов, однако только неинвертирующий вход имеет высокое синфазное входное сопротивление и малые токи смещения и шумов. Выпускаются неинвертирующие усилители для двух целей создания усилителей с прерыванием для усиления сверхмалых напряжений и варикапно-мостовых операционных усилителей для измерения напряжений, поступающих от источников с очень высоким внутренним сопротивлением.

4.1.4. Возможность программирования

Операционный усилитель, не требующий никаких подключений, кроме как к источнику питания, очень привлекателен. Вот почему необходимость в большом числе внешних компонентов частотной коррекции у выпускавшихся ранее монолитных ОУ рассматривалась как недостаток. Однако вскоре стало ясно, что небольшая внешняя емкость--приемлемая цена за возможность перестройки динамической характеристики ОУ, и первоначальный недостаток стал рассматриваться как достоинство.

Таким образом, применяются как программируемые, так и содержащие в схеме все необходимое для своей работы усилители. Свойства последних задаются изготовителем (за исключением возможности внешней настройки нуля сдвига или влияния напряжений питания на номинальный размах напряжений на выходе), тогда как программируемые усилители дают возможность пользователю изменять их свойства. Используются два типа программирования: уже упоминавшаяся частотная коррекция и токовое программирование.

Частотная коррекция осуществляется путем изменения формы частотной характеристики ОУ при помощи внешних корректирующих компонентов в соответствии со степенью ослабления сигнала в цепи ОС, полосой пропускания сигнала, требуемым запасом по фазе, допустимым перерегулированием и т. д.

Токовое программирование означает задание тока питания ОУ в состоянии покоя при помощи внешнего регулирующего

тока. Цель состоит в том, чтобы найти оптимальное соотношение между потребляемой в состоянии покоя мощностью и динамическими характеристиками усилителя Регулирующий ток можно изменять даже в процессе работы усилителя (уменьшение потребления мощности в нерабочие интервалы, реализация коммутируемого усилителя и т. п ).

4.1.5. Выходная мощность

Полезная выходная мощность до некоторой степени связана с рассеиваемой усилителем мощностью и, следовательно, ограничена способность корпуса отводигь тепло в окружающее пространство.

Стандартные монолитные ОУ, заключаемые в многовыводной корпус ТО-5 (чаще всего в корпусе типа ТО-99) или же пластмассовые либо керамические корпуса DIP, отдают в 2-кОм нагрузку номинальную выходную мощность 10 В-5мА = = 50 мВт. Для дискретных усилителей, особенно для быстродействующих, стандартной является выходная мощность 10 В-•20 мА = 200 мВт при нагрузке 500 Ом. Номинальная выходная мощность гибридных усилителей лежит где-то между этими двумя значениями.

Иногда бывает желательно увеличить выходную мощность, увеличив и напряжение и ток, однако полупроводниковые высоковольтные усилители - явление исключительное, и там, где это требуется, лучше использовать бустеры напряжения.

Монолитные и гибридные мощные операционные усилители помещаются обычно в 8-выводной корпус ТО-3, тепловое сопротивление которого можно существенно уменьшить подходящим теплоотводом. Их выходной ток может достигать нескольких ампер, и эти усилители способны давать на выходе мощность до нескольких десятков ватт. Основная проблема при проектировании (особенно монолитных усилителей)-подавить тепловую обратную связь с выхода на вход.

С противоположным требованием очень малой потребляемой мощности мы встречаемся в случае микромощных операционных усилителей. Потребляемый ими ток в состоянии покоя может составлять всего несколько микроампер, а потребляемая в режиме покоя мощность - несколько микроватт.

4.1.6. Предполагаемые применения

Операционные усилители общего применения предназначены для использования в схемах общего назначения. В настоящее время они изготавливаются исключительно по монолитной технологии. Основные характерные особенности этих усилителей-низкая стоимость, малые размеры, широкий диапазон напряжений питания, защищенные вход и выход, малое коли-

чество или полное отсутствие дополнительных компонентов, не очень высокая частота единичного усиления и как следствие малая склонность к самовозбуждению, отсутствие «защелкивания» и достаточно хорошие характерисгики в стандартном технологическом процессе изготовления монолитных ИМС.

Усилители, которые в некотором отношении превосходят ~0У общего применения, называются специальными. Линия, разделяющая эти две группы, перемещается - то, что было лучше вчера, сегодня является стандартным. Специальные усилители дороже, и довольно часто в выборе между точностью и быстродействием приходится идти на компромисс.

Прецизионные операционные усилители характеризуются малыми входными погрешностями. Легко добиться подавления только одного из двух возможных источников погрешности - либо напряжения, либо тока; однако обычно этого бывает достаточно.

Измерительные операционные усилители отличаются малыми входным напряжением и дрейфом, малым напряжением шумов, достаточно большим усилением без обратной связи и коэффициентом ослабления синфазного сигнала. В подавляющем большинстве это биполярные усилители с непосредственными свявями между каскадами. Однако там, где необходима высокая точность, все еще применяются методы прерывания.

Электрометрические операционные усилители имеют очень малые токи входного смещения и шумов и высокие входные сопротивления. В большинстве случаев это усилители с ПТ-входом. В точных схемах применяются усилители с МОП-транзисторами на входе и варикапно-мостовые ОУ.

В случаях когда требуются сверхмалые погрешности по напряжению и току, используются усилители с прерыванием или динамически подстраиваемые усилители с ПТ-входом.

Быстродействующие операционные усилители служат для обработки или генерации быстро изменяющихся аналоговых сигналов. Наличие двух классов применения с различными теоретическими требованиями привело к разделению быстродействующих усилителей на широкополосные усилители и усилители с быстрым установлением.

Широкополосные операционные усилители предназначены для обработки быстро изменяющихся непрерывных сигналов (широкополосные усилители напряжения и тока, активные фильтры, генераторы). Мерой их качества служит величина векторной или амплитудной погрешности (гл. 8), а также величина нелинейных искажений в определенной полосе частот. Они отличаются высокими значениями частоты единичного усиления и частоты усиления на полной мощности. В этих усилителях часто используется частотная коррекция.