1) Параметры оу

Основными параметрами ОУ являются:

1. Усилительные (К_U, К_I);

2. Входные (U_см.0, ΔU_вых/K_U, R_{вх см.}, U_{вх. диф.});

3. Выходные (U_вых, К_ОСС – коэффициент ослабления синфазного сигнала, R_вых, U_вых. max, I_вых max);

 

4. Энергетические (I_{max. потр}, P_Σпотр.);

5 Дрейфовые (U_др, ΔI = I_вх1 – I_вх2);

6. Напряжение шумов, приведенное к входу (±ΔU/U_см – показывает, как влияет дестабилизирующий фактор напряжения источника на напряжение смещения);

7. Частотные (f_ср, f_в, 2Δf, f₁);

8. Скоростные или динамические (V_U вых, t_уст.).

Следует отметить, что практически все параметры определяются по характеристикам ОУ, поэтому проанализируем их.

Входное сопротивление, входные токи смещения, разность и дрейф входных токов смещения, а также максимальное входное дифференциальное напряжение характеризуют основные параметры входных цепей операционных усилителей, которые, в свою очередь, зависят от схемы используемого дифференциального входного каскада. Причем, следует отметить, что различают дифференциальное (определяется как сопротивление между входами усилителя) и синфазное (сопротивление между объединенными входными выводами и нулевой шиной) входные сопротивления. Наличие входных токов смещения обусловливается конечным значением входного сопротивления дифференциального каскада, а их разность – существующим разбросом параметров транзисторов (различием начальных входных токов смещения). Начальные входные токи смещения ОУ с дифференциальным каскадом на биполярных транзисторах определяются токами баз транзисторов при заземленных входах (базовыми токами транзисторов в режиме покоя), а при наличии каскадов на полевых транзисторах – токами утечек затворов.

Необходимость учета входных токов возникает при построении схем на ОУ, когда в цепь одного или обоих его входов включается резисторы (рис. 3.4.).

 

Рисунок 3.4 – Введение дополнительных резисторов во входные цепи ОУ

для исключения разбаланса, создаваемого входными токами

При неодинаковых величинах сопротивлений резисторов или входных токов падения напряжения на резисторах R₁ и R₂ , будут неодинаковыми, что создает между входами дифференциальное напряжение и соответственно вызывает появление на выходе некоторого напряжения (разбаланса). Ввиду наличия входного напряжения смещения и входных токов смещения схемы на ОУ приходится дополнять элементами, предназначенными для начальной их балансировки. Балансировка осуществляется путем подачи на один из входов ОУ некоторого дополнительного напряжения и введения резисторов в его входные цепи.

Наличие синфазного напряжения на входах ОУ вызывает появление выходной синфазной ошибки усиления. Так же как и для дифференциального каскада, влияние синфазного входного напряжения оценивают коэффициентом ослабления синфазного сигнала (КОСС).

Выходными параметрами ОУ являются выходное сопротивление, а также максимальное выходное напряжение и ток. ОУ должен обладать малым выходным сопротивлением для обеспечения высоких значений напряжения на выходе при малых сопротивлениях нагрузки. Малое выходное сопротивление (десятки и сотни Ом) достигается применением на выходе ОУ эмиттерного повторителя. Максимальное выходное напряжение (положительное и отрицательное), как указывалось, близко к напряжению питания Е_к = Е_к1 = Е₂, которое может составлять 3–15 В. Максимальный выходной ток ограничивается допустимым коллекторным током выходного каскада ОУ. Энергетические параметры ОУ оценивают максимальными потребляемыми токами от обоих источников питания и соответственно суммарной потребляемой мощностью.

Максимальным дифференциальным входным напряжением лимитируется напряжение, подаваемое между входами ОУ в схеме, для исключения повреждения транзисторов дифференциального каскада. Для защиты между входами ОУ включают встречно-параллельно два диода или стабилитрона. Защита у большинства ОУ внутренняя (уже предусмотрена) и внешняя (надо реализовать схемой защиты).