Основные параметры операционных усилителей

Выводы операционного усилителя

 

Рис. 14. Цоколевка операционного усилителя

На рис. 14 показаны внешние выводы операционного усилителя:

(1) +U, -U. Выводы для напряжений питания.

(2) Частотная коррекция. Эти выводы (иногда их на­зывают выводами стабили­зации, задержки или сдвига фазы) используются для предотвращения генерации операционного усилителя, если последний не имеет внутренней коррекции.

(3) Выход. Вывод, с которого снимается усиленное напря­жение.

(4) Инвертирующий вход. Если неинвертирующий вход за­землен и сигнал подан на инвертирующий вход, то сигнал на выходе окажется сдвинутым по фазе на 180° относительно сиг­нала на входе.

(5) Неинвертирующий вход. Если инвертирующий вход заземлен, а сигнал подан на неинвертирующий вход, то сигнал на выходе окажется синфазным с сигналом на входе.

1. Коэффициент усиления без обратной связи (А). Коэффи­циент усиления усилителя в отсутствие обратной связи. Обычно равен нескольким тысячам. Называется также полным коэффициентом усиления по напряжению.

2. Входное напряжение сдвига (U_сдв). Небольшие нежела­тельные напряжения, возникающие внутри усилителя, служат причиной появления на его выходе некоторого ненулевого на­пряжения при нулевом напряжении на обоих входах. Является
следствием неточного согласования напряжений эмиттер – база входных транзисторов. Обычно U_сдв равно нескольким милливольтам .

3. Входной ток смещения (I_см). Ток на входах усилителя, необходимый для работы входного каскада операционного усилителя; ток базы, который должен быть обеспечен для входного транзистора.

4. Входной ток сдвига (I_сдв). Разность токов смещения, не­обходимых для двух входных транзисторов операционного усилителя. Появляется вследствие неточного согласования коэффи­циентов усиления по току (β) входных транзисторов. Если I_см1 –ток, необходимый для питания базы входного транзистора на инвертирующем входе, а I_см2 – ток, необходимый для пита­ния базы входного транзистора на неинвертирующем входе, то I_сдв = I_см1 – I_см2. Входной ток сдвига меняется приблизительно так же, как входное напряжение, поэтому ток сдвига является переменной величиной. Обычно I_сдв лежит в диапазоне от нескольких единиц до нескольких сотен наноампер.

5. Входное сопротивление R_вх. Сопротивление усилителя по отношению ко входному сигналу. Как правило, R_вхпревышает один мегаом, но может достигать и нескольких сотен мегаомов. Следует различать дифференциальное входное сопротивление, т. е. сопротивление между двумя входными выводами, и син­фазное входное сопротивление, т. е. сопротивление между объединенными обоими выводами входов и землей. В описаниях микросхем обычно не указывается, какой из этих параметров имеется в виду, и пишется просто R_вх.

6. Выходное сопротивление R_вых.Внутреннее сопротивление усилителя, о котором можно судить по напряжению на его выходе. Обычно R_вых не превосходит нескольких сотен омов.

7. Коэффициент ослабления синфазных входных напряжений. Характеризует способность ослаблять (не усиливать) сигналы, приложенные к обоим входам одновременно.

8. Коэффициент влияния нестабильности источника питания на выходное напряжение. Показывает изменение выходного напряжения при изменении напряжений питания (+U и –U одновременно) на 1 В. Обычно дается в микровольтах на вольт.

9. Входная емкость (С_вх). Емкость между входными выводами и землей.

10. Ток потребления. Ток покоя (без нагрузки), потребляемый операционным усилителем.

11. Потребляемая мощность. Мощность (без нагрузки), рас­сеиваемая операционным усилителем.

12. Максимальная скорость нарастания выходного напряже­ния (V). Максимальная скорость изменения выходного напря­жения, данная в вольтах на микросекунду.

13. Переходная характеристика. Сигнал на выходе операционного усилителя при подаче на его вход ступеньки напряжения. Время нарастания и величина выброса выходного напряжения даются для стандартного изменения входного напряжения.

14. Предельно допустимые значения. Сюда относятся такие параметры, как максимальная рассеиваемая мощность, рабо­чий диапазон температур, максимальное напряжение питания, максимальная разность входных напряжений (между инвертирующим и неинвертирующим входами), максимальное напряжение синфазных входных сигналов и интервал температур хранения. (Превышение этих максимальных значений приводит к повреждению операционного усилителя.)

Ряд изготовителей включает в спецификации своих опера­ционных усилителей графики многих параметров. Сюда могут относиться зависимости U_{вых.макс} от R_н, U_{вых.макс} от напряжения питания, U_сдви I_см от температуры. Внимательное изучение спецификаций операционных усилителей есть необходимая пред­посылка их успешного использования.

Наиболее существенные параметры, такие, как U_сдв и А,обычно даются при максимальной и минимальной рабочих тем­пературах, а также при комнатной температуре.