Операционные усилители (ОУ). Графическое изображение. Упрощенная схема ОУ.

Операционный усилитель (ОУ) - усилители с гальваническими (безконденсаторными) связями, которые имеют дифференциальный вход, один выход и работают при наличии глубокой ОС, которая практически полностью определяет параметры и характеристики устройств, собранных на них.

ОУ подразделяются по следующим признакам: ОУ общего применения; мощные ОУ; ОУ с управляемыми параметрами; быстродействующие ОУ.

    К основным параметрам ОУ относятся следующие: напряжение ИП; коэффициент усиления; входное сопротивление; потребляемый от ИП ток или потребляемая мощность; коэффициент ослабления синфазного сигнала [дБ]; скорость нарастания выходного напряжения. 

Она показывает быстродействие ОУ [B/мкС ]

Обозначение:

«-» - инвертирующий вход.

«+» - не инвертирующий вход.

F_c – выводы для подключения цепей частотной коррекции.

N_c – выводы для подключения цепей коррекции начального смещения.

Операционный усилитель состоит из 3-х основных каскадов:

1) дифференциальный каскад выполняет роль ослабления синфазного сигнала и влияния напряжения сигнала (К_u=10÷50);

2) каскад с общим эмиттером с источником тока в коллекторной цепи - основной усилительный каскад напряжения Ku=10³..10⁵, который получается за счет использования в качестве коллектора нагрузки источник тока;

3) двухтактный каскад с ОК или двухтактный эмиттерный повторитель в режиме класса В – предназначен для согласования высокого входного сопротивления источника тока с невысоким сопротивлением нагрузки, кроме этого обеспечивает усиление мощности выходного сигнала.. Кроме того, ОУ может содержать схему защиты выхода от КЗ, схему защиты входа от перенапряжения.

Кроме основных каскадов ОУ может содержать : схему защиты выхода от КЗ; защиту выхода от перенапряжений; схему сдвига уровня напряжения для исключения постоянного U_вых; схему ООС по синфазным ошибкам усиления.

Упрощенная принципиальная схема ОУ:

Классификация ОУ по типам входных каскадов: БПТ, ПТ, супер - БПТ, с гальванической изоляцией входа от выхода, варикап.

По типам входных каскадов ОУ делятся :

- на БПТ - широкий диапазон применения, хорошая балансировка, высокое входное сопротивление, больший сдвиг и дрейф;

- на ПТ – «+»высокое входное сопротивление, «-»большой сдвиг и дрейф нуля по сравнению с БПТ;

- на БПТ со сверхвысоким усилением(транзисторы супер β) - обеспечивают входное сопротивление, сопоставимое с каскадом на ПТ, величина сдвигов, и дрейфов как у обычных БПТ;

- с гальванической изоляцией входа от выхода - используется модуляция или оптические методы,обеспечивают минимальное значение дрейфа и сдвига, имеют ограниченный частотный диапозон, применяется в медицине и технике высоких напряжений;

- на варикапе - имеют очень малый входной ток смещения, используются для усиления тока на фотоумножителях.