Материал: ACT_LabsW_2
Вопросы 1. Изменяется ли положение рабочей точки при изменении
статического коэффициента передачи тока?
2. Какая связь между током коллектора и током эмиттера? 3. В чем преимущество схемы со смещением в цепи базы
над схемой со смещением в цепи эмиттера?
4. В чем преимущество схемы с делителем напряжения в цепи базы над схемой со смещением в цепи эмиттера?
5. Какую роль играет сопротивление RЭ в цепи эмиттера
для стабильности работы схемы? В чем она заключается?
6. Какая из всех описанных выше схем обладает большей стабильностью?
Содержание отчета
1.Тема работы.
2.Цель работы.
3.Исследуемые схемы.
4.Результаты измерений.
5.Результаты расчетов, построенные нагрузочные пря-
мые.
6. Выводы по работе.
22
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4 Характеристики операционного усилителя
Цель:
5.Измерение входных токов операционного усили-
теля (ОУ).
6.Оценка величин среднего входного тока и разности входных токов ОУ.
7.Измерение напряжения смещения ОУ.
8.Измерение дифференциального входного сопро-
тивления ОУ.
9.Вычисление выходного сопротивления ОУ.
10.Измерение скорости нарастания выходного напряжения ОУ.
3.Краткие сведения из теории
Интегральный операционный усилитель характеризуется рядом параметров, описывающих этот компонент с точки зрения качества выполнения им своих функций. Среди параметров, обычно приводимых в справочных данных, основными являются следующие.
Средний входной ток IВХ В отсутствие сигнала на входах
ОУ через его входные выводы протекают токи, обусловленные базовыми токами входных биполярных транзисторов или токами утечки затворов для ОУ с полевыми транзисторами на входе. Входные токи, проходя через внутреннее сопротивление источника входного сигнала, создают падения напряжения на входе ОУ, которые могут вызвать появление напряжения на выходе в отсутствии сигнала на входе. Компенсация этого падения напряжения затруднена тем, что токи входов реальных ОУ могут отличаться друг от друга на 10...20%
23
Входные токи ОУ можно оценить по среднему входному току, вычисляемому как среднее арифметическое токов инвертирующего и неинвертирующего входов:
IВХ |
IВХ 1 |
IВХ 2 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
где IВХ 1 и |
IВХ 2 соответственно токи инвертирующего и |
||
неинвертирующего входов. |
|||
Разность входных токов IВХ определяется выражением: |
|||
IВХ IВХ 1 |
IВХ 2 |
||
В справочниках указывают модуль этой величины.
Схема для измерения входных токов представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 – Схема для измерения входных токов
Коэффициент усиления напряжения на постоянном токе K0 - показатель ОУ, определяющий насколько хорошо выпол-
няет ОУ основную функцию - усиление входных сигналов. У идеального усилителя коэффициент усиления должен стремиться к бесконечности.
Коэффициент усиления напряжения схемы усилителя на ОУ (рисунке2 ) вычисляется по формуле:
24
KU |
R2 |
|
R1 |
||
|
Рисунок 2 – Усилитель на ОУ
Напряжение смешения UCM - значение напряжения, кото-
рое необходимо подать на вход ОУ, чтобы напряжение на его выходе было равно нулю.
Напряжение смещения UCM можно вычислить, зная выходное напряжение UВЫХ при отсутствии напряжения на входе и коэффициент усиления:
UCM |
UВЫХ |
|
КU |
||
|
||
Входное сопротивление RВХ . Различают две составляю- |
||
щие входного сопротивления: дифференциальное входное сопротивление и входное сопротивление по синфазному сигналу (сопротивление утечки между каждым входом и "землей"). Входное дифференциальное сопротивление для биполярных ОУ находится обычно в пределах 10 кОм...10 МОм. Входное сопротивление по синфазному сигналу определяется как отношение
25
приращения входного синфазного напряжения UВХ .СФ к вызванному приращению среднего входного тока IВХ .CP :
RВХ .СФ |
UВХ .СФ |
|
IВХ .СР |
||
|
Дифференциальное входное сопротивление наблюдается между входами ОУ и может быть определено по формуле:
RВХ .ДИФ |
UВХ |
|
IВХ |
||
|
||
где UВХ - изменение напряжения между входами ОУ, |
||
IВХ - изменение входного тока.
Выходное сопротивление RВЫХ в интегральных ОУ со-
ставляет 20...2000 Ом. Выходное сопротивление уменьшает амплитуду выходного сигнала, особенно при работе усилителя, на сравнимое с ним сопротивление нагрузки. Схема для измерения дифференциального входного сопротивления ОУ и выходного сопротивления приведена на рисунке 3.
Рисунок 3 – Схема для измерения дифференциального входного сопротивления ОУ и выходного сопротивления
Скорость нарастания выходного напряжения VUВЫХ равна
отношению изменения выходного напряжения ОУ ко времени его нарастания при подаче на вход скачка напряжения. Время нарастания определяется интервалом времени, в течении кото-