Схемотехника интегральных операционных усилителей на биполярных транзисторах

Введение 3
1. Общие сведения об операционных усилителях 5
2. Основные параметры и характеристики 7
3. Типы операционных усилителей 10
4. Классификация операционных усилителей 12
5. Применение 13
Заключение 16
Список литературы 17

Весь текст будет доступен после покупки

Операционным усилителем (ОУ) называют такой усилитель напряжения, который имеет большой коэффициент усиления и высокое входное сопротивление. Сегодня операционные усилители выпускают в виде интегральных микросхем. Они содержат большое число элементов (транзисторов и диодов), но по размерам и стоимости близки к отдельным транзисторам.
Прообразом интегральных операционных усилителей (ОУ), которые используются в современном мире, стал ?A702, котрый был создан американским инженером в области электроники Робертом Видларом (Robert John Widlar) и технологом Дэвидом Тэлбертом в американской компании Fairchild Semiconductor в 1965 г. Кроме того знаковым этапом в развитии интегральных ОУ стал ?A741 — первый операционный усилитель (ОУ) с встроенной частотной коррекцией. Он оказался настолько удачной разработкой, что версии этой микросхемы производятся до сих пор. Впоследствии появилось еще множество типов ОУ, и их совершенствование постоянно продолжается.
В современном мире достаточно много вариантов ОУ, рассмотреть абсолютно все варианты операционных усилителей в рамках данной работы невозможно, поэтому будут рассмотрены только некоторые из существующих вариантов ОУ. Вместе с тем по причине ограниченного объема данной работы невозможно описать абсолютно все параметры операционного усилителя (ОУ) и множество схем его применения.
Операционные усилители (ОУ), являющиеся практически идеальными усилителями напряжения, находят широкое применение в аналоговой схемотехнике. Несмотря на ряд ограничений, присущих реальным ОУ, при анализе и синтезе большинства схем используют идеальные модели операционных усилителей, считая, что: коэффициент усиления дифференциального напряжения бесконечно велик и не зависит от частоты сигнала; коэффициент усиления синфазного сигнала равен нулю; сопротивление по обоим входам бесконечно велико; отсутствует напряжение смещения нуля и его дрейф; скорость изменения выходного напряжения бесконечно велика.

Весь текст будет доступен после покупки

Свое название операционные усилители (ОУ) получили из-за того, что изначально применялись для выполнения различных математических операций, таких как: сложение, умножение, деление и вычитание. Первые ОУ, которые использовались в аналоговых вычислительных машинах на лампах, работали с напряжениями примерно ±100 В.
Интегральные ОУ получили свое прежнее название от предшественников и очень широко распространены в аналоговой схемотехнике. В настоящее время операционные усилители выполняются обычно в виде монолитных интегральных микросхем и по своим размерам и цене почти не отличаются от отдельно взятого транзистора. За счет практически идеальных характеристик операционных усилителей реализация различных схем на их основе оказывается гораздо проще, чем на отдельных транзисторах.



Рисунок 1 - Условные графические обозначения
операционного усилителя
Идеальный ОУ обладает следующими электрическими параметрами:
- коэффициент усиления напряжения стремится к бесконечности (KU 0 > ?);
- входное сопротивление стремится к бесконечности (Rвх > ?);
- выходное сопротивление стремится к нулю (Rвых > 0);
- если входное напряжение равно нулю (Uвх = 0), то выходное напряжение также равно нулю (Uвых = 0);
- ширина полосы пропускания стремится к бесконечности (fв >?).
Следует подчеркнуть, что параметры реальных ОУ отличаются, а также в некоторых случаях – существенно отличаются от приведенных выше. Но во многих случаях при решении практических задач те или иные параметры ОУ можно принимать как идеальные. Так, например, если требуется разработать усилитель постоянного тока с коэффициентом усиления напряжения 100, то стандартный ОУ с коэффициентом усиления 250 000 можно рассматривать для этого случая как идеальный.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Алексеев А.Г., Войшвилло Г.В. Операционные усилители и их применение. - Москва, Радио и связь, 2000 г.
2. Болтаев А.В., Гадзиковский В.И. и др. Усилительные устройства на интегральных микросхемах. - Свердловск, издание УПИ, 2001 г.
3. Гусев, В. Г. Электроника и микропроцессорная техника: учеб. для вузов / В. Г. Гусев, Ю. М. Гусев. – 3-е изд. перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 2004. – 790 с.

Весь текст будет доступен после покупки