Электронные схемы на оу. Дифференцирующий усилитель. Интегрирующий усилитель

О перационные усилители (ОУ) являются разновидностью усилителей постоянного тока, имеют большой коэффициент усиления по напряжению к_u= =510³ - 510⁶ и высокое входное сопротивление R_вх=20 кОм - 10 МОм. Современные ОУ выполняются многокаскадными и включают в себя ряд дополнительных устройств (защиту, термокомпенсацию и др.) Массовое применение ОУ обусловлено их универсальностью: устройства на их базе могут осуществлять усиление, выполнять математические операции, сравнивать электрические величины, генерировать сигналы различной формы.

Н а рис.8.2 приведена принципиальная схема ОУ К544УД1А. Высокое входное сопротивление ОУ обеспечивается согласованной парой полевых транзисторов VT1, VT5 входного дифференциального каскада, включающего в себя кроме названных транзисторы VT2, VT4 и резисторы R1, R3. Работа этого каскада обеспечивается стабилизатором тока, включающим транзисторы VT6, VT7 и резисторы R4, R5. Температурная компенсация осуществляется звеном, выполненным на транзисторах VT10, VT14 и резисторах R8, R10. ОУ имеет защиту от коротких замыканий по выходу (VT16, VT18, R12). Выходным каскадом является составной эмиттерный повторитель (VT12, VT17, VT15, R11), имеющий низкое выходное сопротивление и обеспечивающий нагрузочную способность. Выходной каскад имеет свой стабилизатор тока (VT11, VT13, R9). В согласующее звено между входными и выходными цепями входят элементы: R6, R7, VT8, VT9, VD1, C1.p

Важнейшими характеристиками ОУ являются амплитудные (передаточные) U_вых=f(U_вх) (рис.8.3) и амплитудно-частотные (АЧХ) к_U(f). Последние имеют вид АЧХ усилителя постоянного тока за исключением специальных частотнозависимых устройств (избирательный усилитель и др.). Передаточные характеристики имеют линейный участок, для которого к_U= =const, и нелинейный - к_U^к_U. При реализации конкретных устройств используют линейные и нелинейные участки. Рассмотрим примеры построения устройств на базе ОУ.

Интегратор, схема которого показана на рис.8.9, реализует операцию

,

где =R₁C_о.с - постоянная времени.

Дифференциатор (рис.8.10) выполняет операцию

U_вых=-R_о.сC =- .

Для интегратора и дифференциатора на инвертирующий вход подаются прямоугольные импульсы с выхода симметричного мультивибратора. На рис.8.11,а приведен электрический аналог и на рис.8.11,б временные диаграммы, поясняющие принцип дифференцирования и интегрирования в электрических и электронных цепях.

Общие сведения о полупроводниках

Электропроводность-некоторое свойство вещ-ва, кот характерезует способность проводить эл ток.

По электропр-ти делятся на:

-сверхпроводники

-проводники

-полупроводники

-диэлектрики

В основе этого деления лежит способность проводить эл ток и величина удельного сопротивления(ро)

Сверхпровдники – ρ(теор) =0

Проводники - ρ=10(-6) – 10(-4), Cu,Ag

Полупроводн - ρ=10(-4) – 10(-1), это в-ва кот при опред условиях проводят ток, при других нет

Диэлектрики – при любых условиях ток не проводят

Энергетическая диаграмма:

1-зона проводимости

2-валентная зона

3-запрещающая зона

А- проводники(всегда проводят)

Б-полупроводн (электроны д иметь энергию для преодаления запрещающей зоны)

С-диэлектрики(ни при каких условиях не произойет обмен частицами)

Электропров-ть пп зависит от:

- температуры

-наличия примесей

-освещенности

-различных видов излучения