2.2. Параметри реального операційного підсилювача

Характеристики реального ОП можна поділити на дві основні групи:

• граничнодопустимі параметри;

• електричні характеристики.

Характеристики першої групи описують такі значення меж експлуатаційних параметрів, при яких ОП зберігає здатність нормально функціонувати.

Рис. 2.1

2.2.1. Граничнодопустимі параметри

1. Максимально дозволена напруга живлення – це така напруга, за якої ОП не виходить з ладу.

• Типове значення: + 15 В, - 15 В (деякі типи ОП мають більш ширший діапазон, наприклад + 150 В , – 150 В).

2. Максимальна потужність розсіювання – це така електрична потужність, яку може розсіювати ОП протягом великого проміжку часу в експлуатаційному температурному діапазоні для цього типу ОП. Параметр залежить від типу корпусу ОП.

• Найбільшу потужність розсіює керамічний корпус, найменшу – пластмасовий корпус (приблизно 0,5 Вт). Металевий корпус займає проміжне місце (частки міліватів – декілька ватів).

3. Діапазон експлуатаційних температур (рабочий діапазон температур) – це такий температурний діапазон, у якому ОП зберігає здатність нормально функціонувати згідно зі своїми електричними характеристиками.

Розрізняють три основні діапазони:

military (військовий) від мінус 55 до плюс 125 ^оС ;

industry (промисловий) – від мінус 25 до плюс 85 ^оС;

commercial (загального застосування) від 0 до плюс 70^оС.

4. Максимальна диференціальна напруга (вхідна) – це така максимально можлива різниця потенціалів, яка може бути прикладеною до диференціальних входів ОП і яка не призведе до його виходу з ладу. Вона не повинна бути більша ніж напруга між різнополярними входами живлення ОП.

Типове значення : + 30 В, – 30 В.

5. Максимальна синфазна напруга (вхідна) – це максимально можлива різниця потенціалів між входами ОП і корпусом, яка не призведе до виходу ОП з ладу. Вона не повинна бути більша за напругу живлення (+ Е _жв , – Е_жв ).

Типове значення: +15 В, – 15 В.

6. Максимальний час дії захисту по виходу в режимі короткого замикання – це час, який може витримати мікросхема ОП, не вийшовши з ладу в ситуації, коли вихід ОП буде безпосередньо з’єднаний з корпусом (загальною шиною) чи одним з контактів живлення.

7. Максимальна температура перегріву виводів оп – це температура виводів оп, утримувана протягом 1,0 хв., яка не призведе до зміни його параметрів.

2.2.2. Електричні характеристики

Електричні характеристики реального ОП дозволяють розраховувати похибки перетворення сигналів у схемах на ОП, що необхідно для оптимізації принципової схеми ВП.

Електричні характеристики поділяються на:

• вхідні;

• вихідні;

• динамічні.

2.2.2.1. Вхідні характеристики

1. Напруга зміщення нуля

Визначається при розірваному колі зворотного зв’язку. Це напруга, яку треба подати на вхід ОП, щоб мати 0 В на виході з ОП . Цей параметр відповідає ситуації, коли обидва опори, підключені до входів ОП, мають рівні значення (рис. 2.2).

Рис. 2.2

Сучасні прецизійні ОП мають менше ніж соті частки мілівольтів, а в ОП загального призначення – декілька десятків мілівольтів.

Стосовно вхідної диференціальної напруги можна записати:

, (2.1)

де – керуюча (корисна) різниця потенціалів (недоступна для контролю),

– еквівалентна “паразитна” сумарна напруга зміщення, яку можна поділити на п’ять складових:

, (2.2)

де – напруга зміщення пов’язана з незкомпенсованим початковим зміщенням та температурним дрейфом зміщення (обчислюється за формулою 2.2 а).

– напруга зміщення пов’язана з падінням напруги на вхідних резисторах та колах зворотного зв’язку через вхідні струми;

– напруга зміщення пов’язана з коефіцієнтом послаблення синфазного сигналу;