Тема 2.7. Операционные усилители

Современные ОУ выпускаются в виде интегральных микросхем, содержащих несколько десятков транзисторов. Как правило, схема ОУ содержит два-три усилительных каскада. Первый каскад является дифференциальным усилителем. Он обеспечивает высокое входное сопротивление ОУ и ослабление синфазного сигнала. Второй каскад обеспечивает основную часть коэффициента усиления напряжения. Третий каскад является усилителем мощности.

Классификация операционных усилителей

1. ОУ общего назначения, предназначенные для использования в аппаратуре, где к параметрам усилителей не предъявляют жестких требований.

2. Прецизионные ОУ, имеющие малый уровень собственных шумов, а также высокий коэффициент усиления.

3. Быстродействующие ОУ, имеющие высокую скорость изменения выходного напряжения (200–500 В/мкс). Такие ОУ используются для построения импульсных и широкополосных устройств.

4. Микромощные ОУ, потребляющие малые токи от источника питания (менее 1 мА). Такие усилители используют в портативной аппаратуре.

Питание ОУ осуществляется от двух одинаковых разнополярных источников +Uп, и -Uп (на графических, обозначениях источники питания обычно не показывают). При таком питании входные и выходные сигналы могут быть двуполярными.

Коэффициент усиления по напряжению К ОУ равен отношению выходного напряжения к дифференциальному входному напряжению: K = Uвых / U0

Где U0 = Uвх1 – Uвх2

Основные принципы работы операционного усилителя:

1)   операционный усилитель оказывает воздействие своим выходом на вход через ООС (отрицательная обратная связь), в результате чего напряжения на обоих входах, как на инвертирующем (-), так и на неинвертирующем (+) выравнивается.

2)   Входы усилителя почти не потребляют ток

3)   Напряжения на входах и выходе должны быть в диапазоне между положительным и отрицательным напряжением питания ОУ.

Основные схемы включения операционного усилителя: