В предлагаемой вниманию читателей статье рассматриваются особенности работы ОУ с мощными усилительными каскадами на дискретных элементах.


ОУ в усилителях мощности.

Написал Н. Дмитриев, Н. Феофилактов   [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] № 8 1986г
http://www.vegalab.ru/index.php?option=com_content&task=view&id=161&Itemid=52
Операционные усилители (ОУ) широко используются в усилительных устройствах. Однако применение их ограничено в основном каскадами предварительного усиления. Вызвано это тем, что ОУ среднего класса отдают в нагрузку не более 150 мВт и для увеличения выходной мощности приходится использовать мощные выходные каскады с большим количеством дискретных элементов. В предлагаемой вниманию читателей статье рассматриваются особенности работы ОУ с мощными усилительными каскадами на дискретных элементах.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

Рис. 1

 

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

Рис. 2

 

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

Рис. 3

В усилителях с низкоомной нагрузкой (например, головные телефоны) к выходу ОУ обычно подключают двухтактный усилительный каскад на биполярных транзисторах, работающий в режиме В (рис. 1) или АВ (рис. 2). Особенности таких каскадов общеизвестны. Первый характеризуется хорошей термостабильностью, но весьма существенно искажает сигналы малого уровня (искажения типа «ступенька»). Второй работает в линейном режиме (благодаря начальному смещению на базах транзисторов), однако для поддержания необходимой температурной стабильности тока покоя требует введения дополнительных термочувствительных элементов (VD1, VD2).
Указанных недостатков нет у каскада, показанного на рис. 3 [1], в котором используется необычный способ управления работой транзисторов VT1, VT2 по цепям питания ОУ. Сопротивления резисторов R1 и R2 можно определить так [1]: R1 = R2 = Uсм/Iпотр, где Uсм -рекомендуемое начальное напряжение смещения выходных транзисторов, равное 0,4 В, Iпотр приводимое в справочниках типовое (либо измеренное для конкретного ОУ) значение тока потребления ОУ. При таком напряжении смещения выходные транзисторы в отсутствие сигнала закрыты и при небольшом сигнале весь выходной ток протекает через ОУ. В результате температурная стабильность такого устройства приближается к стабильности каскада, работающего в режиме В, и в то же время в нем отсутствуют свойственные этому режиму искажения малого сигнала, иными словами, рассмотренный усилитель обладает преимуществами усилителей, собранных по схемам на рис. 1 и 2, и не имеет их недостатков. В то же время коллекторы транзисторов VT1, VT2 этого устройства соединены с выходом ОУ, поэтому амплитуда выходного сигнала не превышает максимального напряжения на выходе ОУ. равного обычно 11... 13 В. Отделив выход ОУ от коллекторов транзисторов, амплитуду выходного напряжения можно увеличить до 14... 14.5 В (что меньше напряжения питания на величину напряжения насыщения транзисторов). Принципиальная схема такого усилителя приведена на рис. 4. Его коэффициент усиления 10, амплитуда выходного напряжения на нагрузке сопротивлением 150 Ом и 10 кОм соответственно 12 и 14 В, скорость нарастания выходного сигнала 2,5 В/мкс (Rн = 150 Ом). Резисторы R7. R8, создающие начальное напряжение смещения (0,5 ..0,6 В) на базах транзисторов, уменьшают искажения типа «ступенька». Резистор R5 выполняет функции нагрузки ОУ DA1. Сопротивление его выбирают небольшим (50... 500 Ом), поскольку необходимый для «раскачки» выходных транзисторов ток протекает через этот резистор при небольшой амплитуде выходного напряжения ОУ. Резисторы R9, R10 создают небольшую местную отрицательную обратную связь (ООС), снижающую влияние разброса характеристик транзисторов на параметры выходного каскада. При этом; однако, из-за падения напряжения на резисторах снижается максимальное выходное напряжение.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

Рис. 4

 

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

Рис. 5

 

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

Рис. 6

Принцип управления выходными транзисторами по цепям питания можно применить и в усилителях с более высоким напряжением питания (рис. 5). Включенные в цепи питания ОУ транзисторы VT1, VT2 обеспечивают эффективную фильтрацию и стабилизацию напряжения питания ОУ (оно равно напряжению пробоя стабилитронов VD1, VD2 за вычетом падения напряжения на эмиттерных переходах транзисторов). Кроме того, через эти транзисторы, включенные по схеме ОБ. управляющий ток поступает в цепи баз транзисторов VT3. VT4 выходного каскада.
Еще один пример построения усилителя с высоким питающим напряжением показан на рис 6 [2]. Его коэффициент усиления 10, амплитуда выходного напряжения 29,5 В, максимальная выходная мощность 11 Вт, коэффициент гармоник 0,4 %, полоса пропускания по мощности 30 кГц. Величину напряжения питания ОУ задают делители R1R2 и R5R6. Частотную коррекцию усилителя осуществляют конденсаторы C1, С2. Высокая линейность усилителя гарантируется при равенстве сопротивлений резисторов R7 и R8 и подборе транзисторов VT3, VT4 с близкими параметрами (параметры транзисторов VT1, VT2 на величину нелинейных искажений существенного влияния не оказывают). Недостаток усилителя зависимость напряжения питания ОУ от стабильности общего питающего напряжения. Поэтому, если используется нестабилизированный источник, резисторы R2, R5 лучше заменить стабилитронами (см. рис. 5).
С учетом вышеизложенного был разработан мощный усилитель ЗЧ (рис. 7). Его входное напряжение 1 В, выходная мощность 50 Вт при сопротивлении нагрузки 4 Ом, коэффициент гармоник 0,15%, скорость нарастания выходного напряжения 7 В/мкс. В усилителе использован принцип температурной стабилизации тока покоя выходных транзисторов при помощи обратной связи по току, предложенный в [3]. Элементы R6, R10, R12R15, С2С4 предотвращают самовозбуждение.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

рис. 7

Усилители на ОУ, содержащие выходные каскады усиления по напряжению, имеют одну примечательную особенность. Известно, что скорость нарастания выходного напряжения прямо пропорциональна его амплитуде [4], а поскольку последняя в К раз (К коэффициент усиления выходного каскада) больше амплитуды напряжения на выходе ОУ, то и скорость его нарастания в К раз превышает скорость нарастания напряжения на выходе ОУ. Казалось бы, что повышения скорости нарастания выходного напряжения можно достигнуть, увеличивая коэффициент усиления каскада, однако делать это можно только до вполне определенной величины, пока сохраняется устойчивость усилителя.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

рис. 8

Поясним сказанное примером расчета максимально допустимого коэффициента усиления по напряжению выходного каскада, собранного по схеме, показанной на рис. 4. С этой целью построим диаграмму Боде (рис. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]при замкнутых накоротко резисторах R9 и R10. Начнем с АЧХ ОУ с разомкнутой цепью ООС (Коу). Первый полюс этой характеристики находится на частоте f'= =fгр. оу/Kоу(0), где frp. оу и Коу(0) -соответственно граничная частота пропускания ОУ и коэффициент его усиления по постоянному току (для К544УД1Б 1 МГц и 86 дБ). Подставив эти значения в приведенную формулу, получим, что f'=50 Гц, т. е. до этой частоты АЧХ ОУ горизонтальна, а далее, как и у всякого ОУ с внутренней коррекцией, имеет наклон 20 дБ на декаду. Второй полюс АЧХ ОУ лежит ниже осн частот и в паспортных данных не приводится. Однако известно, что у хорошо спроектированных ОУ второй полюс АЧХ должен находиться, по крайней мере, на 6 дБ ниже уровня 0 дБ. Исходя из этого условия, находим частоту второго полюса АЧХ К544УД1Б: f''=2fгр. оу = 2 МГц.
Чтобы построить АЧХ выходного каскада усилителя, необходимо определить полосу его пропускания, ограниченную частотными свойствами транзисторов: f''' = fгр.тр/h21Э где frp.тр - граничная частота коэффициента передачи тока в схеме ОЭ, h21Э коэффициент передачи тока. Для транзистора КТ3102А эти параметры равны соответственно 150 МГц и 175 (среднее значение), а для КТ3107Б 300 МГц и 170. Таким образом, полоса пропускания в первом случае равна 0,85 а во втором 1,75 МГц. За полосу пропускания выходного каскада принимаем наименьшее значение 0,85 МГц. Итак, суммарная АЧХ Ку усилителя с разомкнутой петлей ООС горизонтальна до 50 Гц. затем падает с крутизной 20 дБ на декаду до 0,85 МГц. 40 дБ на декаду до 2 МГц и 60 дБ на декаду выше этой частоты.
Коэффициент усиления по напряжению усилителя с замкнутой петлей ООС Куос= I + R6/R2 = 10(20 дБ). Согласно теории устойчивости усилителя с замкнутой цепью ООС горизонтальный участок его АЧХ должен пересекать АЧХ усилителя с разомкнутой ООС несколько выше точки стыка участков с крутизной спада 20 и 40 дБ на декаду (точка К). Если это условие выполняется, то по известным значениям частот f', f" и f''' нетрудно построить АЧХ усилителя с разомкнутой цепью ООС. АЧХ выходного каскада Квых находим графически, вычитая ординаты АЧХ ОУ (Коу) из ординат АЧХ усилителя с разомкнутой цепью ООС (Ку). Последняя характеристика (Квых) позволяет сделать вывод, что максимально допустимое усиление выходного каскада составляет 18,5 дБ. Если же оно превышает эту величину, то усилитель будет самовозбуждаться, и в этом случае придется вводить частотную коррекцию и выходном каскаде (С2, рис. 6) или в цепи ООС (С1, рис. 4). сужающую его полосу пропускания.
Расширить полосу пропускания выходного каскада можно, либо выбрал транзисторы с большой граничной частотой или с небольшим коэффициентом передачи тока, либо введя местную ООС путем включения резисторов в эмиттерные цепи транзисторов (см. рис. 4, R9, R10). Последний способ более целесообразен, поскольку, наряду с расширением полосы пропускания выходного каскада, снижает влияние разброса характеристик используемых транзисторов на его параметры.
На рис. 9 показана схема усилителя, спроектированного с учетом указанных выше требований. Его коэффициент усиления 10, амплитуда и скорость нарастания выходного напряжения соответственно 13,5 В и 60 В/мкс. Коэффициент усиления выходного каскада (VT1' VT2', VT1 и VT2) Kвых= 1 + R9/R7=28 (29 дБ). Для расширения полосы пропускания в эмиттерные цени транзисторов выходного каскада включены резисторы R10, R11, создающие местную ООС.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

рис. 9

Все вышесказанное справедливо для усилителей с активной нагрузкой. В случае емкостной нагрузки на диаграмме Боде появляется дополнительный полюс (на частоте f""=1/2
·RвыхCн где Rвых выходное сопротивление усилителя с разомкнутой цепью ООС. Сн емкость нагрузки). Может оказаться, что частота f"" будет меньше f" и f''' и в этом случае нарушатся условия устойчивости усилителя. Для устранения самовозбуждения подбирают конденсатор в цепи ООС для каждой фиксированной емкостной нагрузки. Процедура эта весьма длительная, поэтому гораздо проще отделить емкость нагрузки от выхода усилителя с помощью резистора (5|. Схема такого усилителя показана на рис. 10. Функции разделительного выполняет резистор R13. Коэффициент усиления усилителя 10, амплитуда выходного напряжения 12,5 В. скорость нарастания 30 В/мкс. Переходная характеристика, хотя и имеет выброс 5... 10 %, однако ее форма не меняется при изменении емкости нагрузки в пределах от 10 до 500 нФ. Существенный недостаток этого способа уменьшение максимальной амплитуды выходного сигнала из-за падения напряжения на резисторе R13.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

рис. 10

Детали. Высокое быстродействие рассмотренных усилительных устройств требует применения высокочастотных транзисторов с хорошими нагрузочными способностями. Их граничная частота должна быть выше 100...150 МГц максимальный коллекторный ток не ниже 100 мА, допустимое напряжение коллектор эмиттер не менее 30 В (из транзисторов структуры n-р-n подойдут КТ315, КТ3102, КТ3117; р-n-р KT313, KT361, КТ3107, КТ3108). Для снижения нелинейности и улучшения симметрии выходного каскада целесообразно использовать комплементарные пары транзисторов с близкими параметрами, например, серий КТ315 и КТ361, KT3102A и КТ3107Б. Эти же транзисторы подойдут для замены зарубежных приборов VT1, VT2 в усилительном устройстве по схеме на рис. 6. В качестве выходных (VT3, VT4) здесь можно попытаться применить транзисторы КТ626АКТ626В и КТ635Б с коэффициентом передачи тока h21Э > 150.
В усилителе по схеме на рис. 7 составные транзисторы VT5VT7 и VT6VT8 можно заменить соответственно на КТ827А, КТ827Б и КТ825Г, КТ825Д, причем резистор R18 следует в этом случае исключить. Катушку L1 (35 витков провода ПЭЛ 0,1) наматывают на резисторе R22 (С5-5).
Серьезное внимание следует уделить выбору ОУ. Крутизна спада его АЧХ должна быть равна 20 дБ на декаду, включая и участок ниже 0 дБ. Поскольку сведений об этом участке в справочниках не приводится, то в отсутствии второго полюса АЧХ можно убедиться косвенно, по приводимым иногда фазочастотным характеристикам (ОУ имеют второй полюс на частоте, где фазовый сдвиг достигает 180°). В описанных выше устройствах могут работать микросхемы, имеющие минимальный фазовый сдвиг на граничной частоте Из быстродействующих ОУ лучше всего использовать К544УД2 с внутренней частотной коррекцией (выводы 1 и 8 замкнуты). К574УД1 относится к ОУ с частичной коррекцией, и его АЧХ имеет второй полюс выше оси 0 дБ на частоте около 5 МГц, поэтому его можно применять в устройствах с усилением не менее 20... 30 дБ. ОУ К140УД2. К140УД10 использовать в рассмотренных усилителях нельзя, как необладающие необходимым запасом устойчивости.
При конструировании быстродействующих усилителей большое внимание приходится уделять борьбе с помехами и наводками. Известно, что длинные провода питания обладают заметной индуктивностью и сопротивлением, из-за чего на выводах питания усилителей наблюдаются значительные всплески напряжения. Для борьбы с этим явлением уже при длине провода около 20 см необходимо шунтировать выводы питания оксидными конденсаторами емкостью 0,5... 10 мкФ (желательно танталовыми К52-16. K53-1. К53-18 и т. п.). Стремиться увеличивать их емкость без необходимости не следует, поскольку оксидные танталовые конденсаторы емкостью 1 мкФ имеют резонансную частоту всего несколько МГц. При увеличении емкости частота понижается, что ухудшает фильтрацию высокочастотных помех Исключением являются мощные усилители ЗЧ: емкость применяемых в них развязывающих конденсаторов может быть увеличена на один два порядка.
Налаживание. Налаживание рассмотренных устройств покажем на примере усилителя, собранного но схеме на рис. 9. Начинают его с балансировки усилителя. Для этого резистор R8 временно заменяют цепью из последовательно соединенных постоянного (10... 30 кОм) и подстроечного (22... 100 кОм) резисторов. Установив движок последнего в положение максимального сопротивления, подстроечным резистором R5 добиваются нулевого напряжения на выходе усилителя при отсутствии сигнала. Напряжение контролируют при отключенной нагрузке авометром или осциллографом с открытым входом. Ток покоя выходных транзисторов (в пределах 0.5... 2 мА) устанавливают подстроечным резистором временной цепи и контролируют по падению напряжения на резисторе R10 или R11. После этого устанавливают резистор R8 нужного сопротивления, подключают к выходу усилителя нагрузку и параллельно ей осциллограф.
Подав на вход прямоугольные импульсы, подбирают конденсатор С1 до получения на нагрузке импульсов с минимальными выбросами и без чрезмерного затягивания фронтов. При регулировке необходимо учесть входную емкость осциллографа, составляющую обычно 15... 100 пФ, и на эту величину уменьшить эквивалентную емкость нагрузки.
Налаживание мощного усилителя (см. рис. 7) сводится к установке тока покоя выходных транзисторов в пределах 30... 70 мА подстроечным резистором R7.
Следует иметь в виду, что качество налаживания зависит и от используемых для этой цели приборов. Например, в процессе экспериментов выяснилось, что генератор Г5-54 вырабатывает не строго прямоугольные импульсы, а осциллографы С1-67, С1-72 вносят заметные искажения в исследуемый сигнал. В результате часто трудно решить, отражает ли наблюдаемый на экране осциллографе переходный процесс динамические свойства усилителей или связан с колебательными характеристиками измерительных приборов. На переходный процесс влияют и другие причины: паразитная связь между входом и выходом усилителя, помехи, проникающие по цепям его питания и общему проводу. Поэтому следует помнить о необходимости включения развязывающих конденсаторов даже при питании усилителя от стабилизированного источника. Рекомендуется также соединять все общие провода приборов н блоков питания в одной точке, увеличивать сечение «земляных» шин, свивать попарно длинные провода, самому экспериментатору заземляться через резистор сопротивлением около 1 МОм.
Рассмотренные усилители могут быть применены в самых различных устройствах. Так, усилители, собранные но схемам, приведенным на рис. 4 и рис. 9. могут заменить довольно дефицитный ОУ К157УД1 и быть использованы в генераторах стирания и подмагничивания. В генераторах питания электродвигателей магнитофонов и ЭПУ могут работать усилители, схемы которых показаны на рис. 6 и рис. 7. Практически все предложенные устройства можно использовать в качестве маломощных усилителей ЗЧ. Если нагрузкой служат динамические телефоны ТДС, рекомендуется использовать усилитель, собранный по схеме на рис. 9, имеющий высокую линейность вследствие охвата выходного каскада цепью местной ООС. При работе на эквивалентные емкостной нагрузке пьезоэлектрические телефоны (например, ТПС-1) целесообразно воспользоваться усилителем, собранным по схеме на рис. 5. в котором следует подобрать емкость конденсатора в цепи ООС и ввести в выходной каскад элементы стабилизации усиления.
ЛИТЕРАТУРА
Тнтце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. М.: Мир, 1983. Электроника. 1973. № 3, с.
Жбанов В. Высоколинейный термостабнльный усилитель НЧ. Радио. 1983, № 10. с. 4445.
Алексенко А. Г., Коломбет Е. А., Стародув Г. И. Применение прецизионных аналоговых ИС М.: Советское радио. 1980.
Достал И. Операционные усилители. М.: Мир. 1983.


[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
За последние годы область применения линейных интегральных микросхем радиолюбителями значительно расширилась. Практически любое электронное устройство, в котором ранее применялись дискретные транзисторы, теперь можно построить с использованием микроэлектронных узлов, причем доступность их такова, что даже начинающему радиолюбителю теперь проще смонтировать устройство на одной-двух интегральных схемах, чем на многих дискретных элементах.
В этой статье будет уделено внимание вопросам создания низкочастотных усилительных устройств на интегральных операционных усилителях (ОУ), являющихся наиболее распространенными и универсальными среди аналоговых микросхем. Статья подготовлена по материалам обзора «Линейные интегральные микросхемы», который по заявкам радиолюбителей распространяет Письменная радиотехническая консультация при ЦРК СССР имени Э. Т. Кренкеля (103012, Москва, ул. Куйбышева, 4/2, помещение 12).
Классификация и номенклатура операционных усилителей. Микроэлектронные ОУ выпускаются преимущественно сериями, причем обычным является объединение в одну серию ОУ, значительно отличающихся по принципу построения, назначению и функциональным параметрам. Примерами серий с широко развитой номенклатурой микросхем ОУ могут служить КНО и К153.
Операционные усилители можно разделить на следующие группы:
ОУ общего применения, составляющие наиболее многочисленную группу универсальных по применению ОУ со средними значениями параметров;
ОУ прецизионные, характеризуемые повышенной точностью -установки передаточной функции благодаря более высокому входному сопротивлению, улучшенным параметрам смещения нулевого уровня и повышенному коэффициенту усиления;
ОУ быстродействующие (широкополосные), характеризуемые повышенной скоростью нарастания выходного напряжения и малым временем установления;
ОУ маломощные, характеризуемые наименьшей потребляемой от источников питания мощностью, а также возможностью, например для ОУ КИОУД12, внешней регулировки тока смещения, а значит, быстродействия и потребляемой мощности (такие ОУ называют также программно-управляемыми).
В табл. 1 приведен перечень выпускаемых отечественной промышленностью интегральных микросхем операционных усилителей с кратким указанием отличительных особенностей и характерных параметров.
В дополнение к табл. 1 приведем сведения о трех ОУ, отличающихся своим внутренним строением от остальных усилителей.
Таблица 1
№ п/п
Наименование микросхемы, особенности
Тип
Зарубежный аналог
Тип корпуса

1
Операционный усилитель средней точности: Uсм = 7 мВ; Iвх = 7 . . . 11 мкА K = 500 4500 (А), 1350 12000 (Б), более 8000 (В)
КР140УД1 А. ..В
мА702С
201.14-1

2
Операционный усилитель средней точности: UCM = 5 мВ; Iвх = 0,7 мкА Eп = ± 12,6 В (А); ±6,3 В (Б)
КНОУД2А,
Без аналога
301.8-2

3
Операционный усилитель средней точности: Uсм = 10 мВ (А);5мВ(Б) Iвх = 5 мкА (А); 10 мкА (Б); K>500 (А); 1000(Б);Rвх=50кОм(А); 7 кОм (Б)
К140УД5А, Б
Без аналога
301.12-1

4
Операционный усилитель средней точности: Uсм = 10 мВ; Iвх= 100нА;K> 30000; Rвх = 1 МОм
К140УД6
МС1456С
301.8-2

Б
Операционный усилитель соедней точности: Uсм = 9 мВ; Iвх = 0,4 мкА К > 30 000; Rвх = 400 кОм
К 140У Д 7
мA741C
301.8-2

6
Операционный усилитель средней точности: UCM = 50 мВ (А); 100 мВ (Б); 150 мВ (В); Iвх = 0,2 нА К> 40 000 (А); 15 000 (Б): 9000 (В); рвых = 2 В/мкс (А, В); 5 В/мкс (Б)
К140УД8 А, Б, В
мА740С
301.8-2

7
Операционный усилитель средней точности: Uсм = 5 мВ; Iвх = 0,35 мкА К = 35 000 (200 Гц) Рвых = 0.5 В/мкс
К140УД9
Без аналога
301 12-1;

8
Быстродействующий ОУ: pвых = 50 В/мкс К > 25 000
К140УД11
LM318
301.8-2

9
Микромощный ОУ с регулируемым потреблением мощности: Uсм = 5 мВ; Iвх = 50 нА Iпот = 0,18 мА макс. K > 100000 (±15 В)
КНОУД12
мА776С
301.8-2

10
Прецизионный предусили-тель постоянного тока с дифференциальными входами: UCM = 0,05 мВ; Iвх = 0,5 нА дUсм = 0,5 мкВ/°С
КИОУД13
Без аналога
301.8-2

11
Прецизионный ОУ с малыми входными токами и малой потребляемой мощностью: исм 2 мВ(А); Iвх = 2 нА(А), 7 нА(Б); fт = 0,3 МГц K>50000 ((А) 25000 (Б) Rвх = 30 МОм
КНОУД14 А, Б
LM308
301.8-2

12
Прецизионный операционный усилитель: U = 80 мкВ; Iвх = 4 нА ДUСМ=1,3 мкВ/°С; К = 200 000
КНОУД17
ОР-07Е
301.8-2

13
Широкополосный ОУ с повышенным быстродействием: fт = 2,5 МГц; Uсм=10м В;Rвя = 1 ТОм
КРНОУД18
LF-355
201.12-1

14
Сдвоенный ОУ с внутренней частотной коррекцией и защитой выхода от ко-роткогх) замыкания: U = 5 мВ; Iвх= 0,2 мкА; 0,5 мкА (КР); K>20000 (±5 В); 50000 (±15 В) Rвх = 400 кОм; Рвых = 0,3 В/мкс
140УД20 КРИОУД20 А, Б
цА747 цА747С
201.14-10 201.14-1

15
Операционный усилитель: Uсм = 7,5 мВ (А); 2 мВ (Б) Iвх = 1,5 мкА (А); 0,2 мкА (Б) K> 15000 (А); 25 000 (Б)
К153УД1 К553УД1А, Б
цА709С
301.8-2 201.14-1

16
Операционный усилитель средней точности: Ucu 7,5 мВ; Iвх=1,5 мкА;K>20000
К153УД2 К553УД2
LM301
301.8-2 201.14-1

17
Операционный усилитель средней точности: Uсм = 2 мВ; дUсм = 10 мкВ/°С Iвх = 0,2мкА;K>25000
К153УДЗ
мА709А
301.8-2

18
Операционный усилитель микромощный: Uсм = 5 мВ Iвх = 0,4 мкА; Iпот = 0,8 мА; K>5000; fт = 0,7 МГц
К153УД4
Без аналога
301.12-1

19
Операционный усилитель средней точности: Uсм= 1,5 мВ (А); 2,5 мВ (Б) Iвх = 100 нА(А); 125 нА (Б) дUси = 10 мкВ/°С дIвх = 1 нА/°С К = 500 000 (А); 250000 (Б)
К153УД5 А, Б КМ551УД1 А, Б
цА725С
301.8-2 201.14-8

20
Операционный усилитель средней точности: Uсм = 2 мВ; Iвх = 75 нА K> 50 000; дUсм = 15 мкВ/°С
К153УД6
LM301A
301.8-2

21
Операционный усилитель с повышенным быстродействием: Uсм = 3 мВ; Iвх = 20 нА
Рвых = 10 В/МКС
Iпот = 120 мкА; К > 200 000
154УД1
НА2700
301.8-2

22
Быстродействующий ОУ: Uсм = 2 мВ; Iвх= 100 нА Рвых = 75. ..150 В/мкс К > 100 000
154УД2
 
301.8-2

23
Быстродействующий операционный усилитель: U си 8 мВ; Iвх = 200 нА Рвых = 60 В/мкс; I = 500 не; K > 8000
154УДЗ
AD509
301.8-2

24
Быстродействующий операционный усилитель; Uсм = 5 мВ; Iсх= 10ОО нА Рвых = 500 В/мкс tуст 600 нc
154УД4
НА2520
301.8-2

25
ОУ средней мощности: Iн = 300 мА; Uсм = 5мВ К> 50 000; Iвх = 500 нА
К157УД1
Без аналога
201.9-1

26
Двухканальный ОУ: К > 50000 (50 Гц); 300 800 (20 кГц)
К157УД2
2 шт. LM301
201.14-1

27
Операционный усилитель с высоким входным сопротивлением: Uсм = 30 мВ (А); 50 мВ (Б); Iвх = 0,15нА(А); 1нА(Б); Uш = 5 мкВ эфф. (А) 10 мкВ эфф. (Б) (0,1 10) Гц
Рвых = 2 В/МКС
К > 50 000 (А); 20 000 (Б)
КР544УД1А, Б
цА740
2101.8-1

28
Широкополосный ОУ с высоким входным сопротивлением и повышенным быстродействием: Uсм = 30 мВ (А); 50 мВ (Б, В); Iвх = 0,1 нА (А); 0,5 нА (Б); 1 нА (В) fт= 15 МГц; Рвых = 20 В/мкс К = 20 000 (А, В); 10000 (Б)
КР544УД2А, Б, В
СА3130
21018-1

29 30
Оконечный усилитель K = 550; Uсм = 20 мВ: Iвх = 2 мкА ; Rн = 45 . . . 75 Ом
Малошумящий двухка-нальный ОУ: (7СМ = 5 мВ; Iих = 2 мкА; Kос между каналами 60 дБ; К >5000; Uш = 1 мкВ (А)
Б50УП1
КМ551УД2 А, Б
fxA791C
ТВА931 jxA739C
201.8-1 201.14-8

31
Быстродействующий операционный усилитель с полевыми транзисторами на входе: Uсм = 50 мВ; Iвх = 0,5 нА рвых = 50 В/мкс К > 20 000 (А); 50 000 (Б)
К574УД1А, Б
AD513
301.8-2

32
Двухканальный малошумящий ОУ с полевыми транзисторами на входе: UCM 15мВ; Iвх = 0,2 нА
Рвых = 12 В/МКС
fт = 3 МГц; Rвх = 1 ГОм
К574УД2
TL083
301.12-1

33
Сдвоенный операционный усилитель для устройств видеозаписи
КР1005УД1
AN6551
201.14-1

34
Счетверенный ОУ с одно-полярным питанием: К > 1200; fT = 2,5 МГц Rвх = 1 МОм
К1401УД1
LM2900
201. Н-3

35
Счетверенный ОУ: UСМ = 7 мВ; Iвх = 250 нА K> 15000
К1401УД2
LM324
201.14-9

36
Малошумящий широкополосный ОУ для низкоом-ных источников сигнала: Uсм = 10 мВ; Iвх = 10 мкА еш = 5 нВ/Гц-2 (10 кГц)
К1407УД1
Без аналога
301.8-2

37
Программируемый малошумящий ОУ: Eп = ±(1,2 .. 13,2) В; Iвх = 0,15 мкА макс. К = 50 000
КР1407УД2
LM4250
2101.8-2

38
Высоковольтный операционный усилитель: Uвых = ± 18 В; U си = 8 мВ; Iвх = 40 нА К > 50 000; Рвых = 2,5 В/мкс
КР1408УД1
LM343
201.14-1

39
Операционный усилитель с малыми входными токами: Iвх = 50 пА; Uсм = 15 мВ
КР1409УД1
САЗ 140
3101.8.-2.0

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Рис. 1. Усилитель с отрицательной обратной связью
Предусилитель КИОУД13 характеризуется наименьшими значениями напряжения смещения нулевого уровня и его температурным коэффициентом. Этот предусилитель построен по схеме с преобразованием медленно меняющегося входного сигнала в переменное напряжение с последующим его усилением и демодуляцией. Использованы ключевые модулятор и демодулятор на полевых транзисторах, работающих на частоте 130 кГц. Коэффициент усиления К140УД13 равен 10, выходное напряжение не превышает ± 1 В, а диапазон частот ограничен сверху значением, равным 1020 % от частоты модуляции. Для формирования сигнала с большей амплитудой необходим дополнительный ОУ, например К140УД7.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Рис. 2. Дифференциальное включение ОУ
Особенностью реализации ОУ КНОУД12 является наличие отдельного вывода для подключения цепи управляющего тока. Изменяя управляющий ток в пределах 1,5 15 мкА, можно изменить при напряжении питания ±15 В потребляемую мощность от 0,9 до 6 мВт, коэффициент усиления от 5-104 до 2-105, частоту единичного усиления от 0,01 до 0,1 МГц, скорость нарастания выходного напряжения от 0,1 до 0,8 В/мкс. Усилитель сохраняет работоспособность при изменении напряжения питания от ±1,2 В до ±15 В. Потребляемая мощность 150 мкВт при напряжении питания ±3 В. Такой усилитель особенно подходит для устройств с батарейным питанием. Аналогичными свой-ствамрг-обладает усилитель КРН07УД2.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Рис. 3. Улучшенный дифференциальный усилитель
Выпускается счетверенный ОУ К1401УД1, который известен под названием «токоразностный усилитель» и отличается возможностью работы только с однополяр-ным источником питания. Особенностей этого типа ОУ здесь касаться не будем. Интересующихся отсылаем к книге Дж. Рутковски «Интегральные операционные усилители» (М., Мир, 1978), где дано много примеров использования токоразностного ОУ.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Рис. 4. Масштабный усилитель
Усилители сигналов. Операционные усилители в большинстве применений работают с цепью отрицательной обратной связи, при которой выходной проинвертированный сигнал поступает на вход (рис. I). При глубокой отрицательной обратной связи коэффициент передачи устройства в основном определяется цепями обратной связи, а влияние разброса и нестабильности параметров уменьшается. Например, уменьшаются искажения и нелинейность, происходит сглаживание неравномерной частотной характеристики, а также появляется возможность точно сформировать расчетную амплитудную или амплитудно-частотную характеристику в пределах полосы пропускания ОУ, Чем глубже отрицательная обратная связь, т, е. чем больше коэффициент усиления ОУ без обратной связи, тем меньше характеристики устройства зависят от разброса и нестабильности параметров микросхемы.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Рис. 5. Регулировка усиления
Схема дифференциального включения ОУ (рис. 2) является сочетанием инвертирующей и неинвертирующей схем. Выходное напряжение UBbJX- (U2 U,) R2/RL Задавшись величиной N=R2/R1, получим умножение разности двух сигналов на коэффициент N. Недостатком данной схемы является то, что при больших входных сигналах не обеспечивается достаточное ослабление по синфазному сигналу. Если использовать два ОУ, можно построить схему дифференциального усилителя без синфазных сигналов на входах (рис. 3), так как неинвертирующие входы ОУ заземлены.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Рис. 6. Получение показательной функции
Масштабный усилитель на ОУ с дискретной установкой коэффициента передачи следует строить так, чтобы при переключениях не нарушать режима входов ОУ. В схеме рис. 4 с помощью переключателя можно устанавливать три значения Ки:
(R1 +R4 + R6)/R1; (RI + R4 + R6)/(R1 + R4);
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Рис. 7. Подача смещения на входы ОУ
Резисторы R2, R5, R7 необходимы для выравнивания сопротивлений, подключаемых к входам.
Для плавной регулировки усиления рекомендуется устройство, схема которого представлена на рис. 5 (при условии R3[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Рис. 8. Усилитель переменного напряжения
В усилителях звуковых частот для регулировки усиления применяют потенциометры группы В с показательной зависимостью сопротивления от угла поворота. Хорошее приближение к такой нелинейности можно получить в усилителе с линейным потенциометром, схема которого приведена на рис. 6.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Рис. 9. Усилитель фототока
Если необходимо выполнить на ОУ усилитель переменного напряжения с единственным источником питания, можно использовать варианты дифференциального включения (рис. 7). Для сигнала UG это инвертирующая схема с Ku = R2/R1. Чтобы на выходе ОУ была половина + еп, необходимо выполнить соотношение R4/R3= = 2Ku+1. Если Uc подать через разделительный конденсатор (как чаще всего поступают), следует принять R4 = R3 = 2-R2. Можно подать сигнал через разделительный конденсатор на неинвертирующий вход ОУ и заземлить левый вывод R1 через электролитический конденсатор; соблюдая равенство R4 = R3 = 2-R2, получим входное сопротивление усилителя RBX=R2.
Часто бывает необходимо повысить входное сопротивление усилителя без чрезмерного увеличения сопротивлений делителя. В усилителях с двуполярным питанием с помощью устройства на рис. 8 достигают повышения входного сопротивления по переменному напряжению за счет подключения R3 к средней точке делителя обратной связи. Учитывая собственное входное сопротивление rвх и коэффициент усиления K микросхемы и принимая R3>RJ, можно записать
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Если усиление велико (R2:R1>1), то при rвх>RЗ получим RBX&K-R3-R1/R2. Изменение K с частотой приводит к изменению RBX, однако на низких частотах оно значительно за счет большой избыточности усиления микросхемы.
На основе ОУ очень просто реализуются усилители тока (преобразователи ток напряжение). Идеальный источник тока имеет бесконечное выходное сопротивление и его выходной ток не зависит от нагрузки. Нижний предел доступного измерению тока определяется током смещения ОУ, поэтому здесь используют ОУ на полевых транзисторах. На рис. 9 показан усилитель фототока с кремниевым фотодиодом. Емкости конденсаторов Cl, C2 выбираются из условия устойчивости ОУ и подавления возможных наводок.
Дифференциальный потенциометрический УПТ, представленный на рис. 10, очень часто применяется в устройствах преобразования потенциалов, поступающих как от заземленных, гак и от незаземленных источников сигналов, в напряжение на низкоомной заземленной нагрузке. Усилители DA1.1, DA1.2 являются неинверти-рующими, a DA2 включен по дифференциальной схеме с умножением разности входных сигналов. При условии R1 = R4, R2 = R5, R6 = R7 коэффициент усиления разности входных напряжений, в нашем случае составляет; Ки = (l+2Rl/R3)-R6/R2 = 100
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Рис. 10. Дифференциальный потенциометрический усилитель постоянного тока
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Рис. 11. Предусилитель для стереофонического звукоснимателя
Этому УПТ свойственны следующие особенности:
усилители DA1.1, DA1.2 обеспечивают по обоим входам высокое входное сопротивление, определяемое лишь утечками и изоляцией входных цепей (оно трудно поддается измерению);
усиление легко регулируется изменением сопротивления одного резистора R3, его можно сделать переменным;
различие в сопротивлениях резисторов Rl, R4 изменяет коэффициент усиления, но не влияет на подавление синфазного сигнала;
для большего подавления синфазного сигнала следует точно подобрать или попарно отрегулировать R2, R5 и R6, R7;
сопротивления резисторов Rl R5 не влияют на входное сопротивление, поэтому их можно выбрать небольшими для уменьшения влияния токов смещения;
поскольку выходное напряжение пропорционально разности напряжений смещения усилителей DA1.1 и DA1.2, для температурной компенсации сдвига уровня напряжения следует применить сдвоенные ОУ ,(К157УД2, КР140УД20 и др.);
входной ток усилителя создает на внутреннем сопротивлении генератора падение напряжения, воспринимаемое как сдвиг нулевого уровня, который зависит от температуры и не компенсируется.
Устройство на рис. 11 представляет собой высококачественный двухканальный предварительный усилитель для электромагнитного звукоснимателя стереопроигрывателя. Усилитель выполнен на одной микросхеме. Питание от источника +30 В. Сложная цепь отрицательной обратной связи предназначена для формирования необходимой частотной характеристики предусилителя по существующим нормам, Типичные параметры усилителя таковы:
усиление 40 дБ на частоте 1 кГц;
пиковая перегрузка входов до 80 мВ эфф.;
уровень шума, приведенный к входу, 2 мкВ;4
отношение сигнал шум 74 дБ при мощности 10 мВт;
разделение каналов 80 дБ на частоте I кГц.
Усилители мощности. Стандартные микросхемы ОУ выдают напряжение ±10 В на нагрузку не менее 1 кОм, т. е. пиковая мощность не превышает 100 мВт, а эффективная для синусоидального сигнала 50 мВт. Повышение выходной мощности возможно в случае выполнения следующих условий:
увеличения выходного тока с сохранением амплитуды напряжения на нагрузке;
увеличения амплитуды выходного напряжения;
увеличения выходного напряжения свыше ±10 В при одновременном увеличении тока нагрузки.
Рассмотрим эти приемы с использованием стандартных ОУ,
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Рис. 12. Параллельное включение ОУ
Два усилителя могут работать на одну нагрузку параллельно (рис. 12), если уравнять их выходные токи с помощью резисторов R3. Ориентировочно падения напряжения на R3 составляют 0,20,5 В при максимальном токе ОУ, В нагрузку при этом поступает удвоенный ток.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Рис. 13. Усилитель тока с каскодными парами
Аналогичную функцию усиления тока выполняет устройство, схема которого приведена на рис. 13. Раскачка на транзисторы оконечного каскада в этой схеме подается с выводов питания ОУ. При этом транзисторы VTlt VT2 образуют две дополнительные пары усиления напряжения вместе с выходными эмиттерными повторителями ОУ. При малых токах нагрузки транзисторы VT1, VT2 заперты, весь выходной ток протекает через ОУ. При больших сигналах транзисторы VT1, VT2 открываются и основная часть выходного тока проходит через них, а выходной ток ОУ ограничен значением, равным 0,65В/R1. Существенное цреимущество этой схемы состоит в том, что благодаря наличию тока покоя ОУ на переходах база эмиттер транзисторов выходного каскада присутствует начальное напряжение смещения около 400500 мВ, зависящее от сопротивления резистора RL При этом ток покоя з выходном каскаде на кремниевых транзисторах еще будет отсутствовать, в результате нет необходимости принимать дополнительные меры для его стабилизации.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Рис. 14. Удвоение выходного напряжения
Если нагрузка ОУ может быть не связана с землей (например, обмотка реле или трансформатора), то увеличить выходное напряжение вдвое можно с помощью устройства, собранного по схеме рис. 14. Инвертор DA2 подводит к нагрузке противофазное напряжение.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Рис. 15. Широкополосный усилитель мощности
Существенное увеличение амплитуды напряжения на нагрузке можно обеспечить путем подключения к ОУ выходного каскада с отдельными повышенными питающими напряжениями. Схема такого широкополосного устройства приведена на рис. 15. Рассмотрим ее подробно.
Для получения максимальной полосы частот сигнал раскачки подается на эмиттеры VT1, VT2, которые образуют каскодные схемы VT1, VT3 и VT2, VT4 на транзисторах разной проводимости.
Чтобы полоса усиливаемых частот не ограничивалась ОУ, входной сигнал подается на два тракта: низкочастотный и высокочастотный. Этот усилитель обладает хорошей стабильностью нулевого уровня из-за наличия ОУ и оптимальными частотными свойствами. Быстродействие ограничено лишь частотными свойствами выходного каскада. Все устройство ведет себя как инвертирующий усилитель с отрицательной обратной связью и коэффициентом усиления, равным R2/R1. Его не следует выбирать более 10, что достаточно для получения выходных сигналов до ±100 В при входных ±10 В.
Для расчета усилителя сначала следует задать коллекторные токи VT1 VT4. Выбираем их по 10 мА. Тогда через R12 и R13 должен протекать ток 20 мА. Используем в качестве VD1, VD2 светодиоды с красным свечением (они понадобятся для сигнализации включения питания), прямое напряжение которых составляет 1,6 В. За вычетом напряжения база эмиттер VT3, VT4 падения напряжения на R12, R13 будут по 1 В. Следовательно, R12 = R13 = 50 Ом (1 В/20 мА).
При отсутствии сигнала ток через равные резисторы R5, R6 примерно равен 0.6В/R6. На эту величину ток, протекающий через R7 и R8, должен превышать коллекторный ток транзисторов VT1, VT2t
Для максимального использования источников тока на транзисторах VT3, VT4 их коллекторные токи должны изменяться от среднего значения 10 мА в обе стороны до 0 и до 20 мА. На основании этого определим R5 = R6=10 В/10мА=1 кОм. Значит, в состоянии покоя ток через R5, R6 равен 0,6 В/1 кОм = 0,6 мА, а через R7 и R8 (10 + 0,6) мА. Следовательно, R7 = R8 = = 15 В/10,6 мА 1,4 кОм; принимаем 1,3 кОм. На этом расчет сопряжения ОУ с оконечным каскадом заканчивается; далее необходим расчет выходных транзисторов.
Целесообразно для защиты выходных транзисторов от перегрузки использовать устройства ограничения максимальной силы выходного тока. В схеме по рис. 15 ограничение тока достигается с помощью транзисторов VT5, VT6, базовые цепи которых подключены к датчикам тока R18, R19. Транзистор VT5 или VT6 откроется и зашунтирует переход база эмиттер выходного транзистора, когда потенциал его базы превысит U63=0,6 В, Ток ограничения на выходе составит
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
В рабочем режиме этот ток возрастает одновременно с увеличением тока нагрузки, когда выходное напряжение стремится к номиналу Еп. Если выполнить условие R14-R18IR16 = Rn, ток ограничения при любых положительных Uвых для транзистора VT7 и отрицательных Uвых для транзистора VT8 будет превышать ток нагрузки на одну и ту же величину
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Полагая ДI= (0,10,2) Iмакс, можно определить R18 при известных Еп, RH. Здесь следует использовать минимальное значение Rn, если нагрузка изменяется, Далее, выбирая R16= (200800) Ом, подсчитывают R14 = «= RH R16/R18, Для симметричной схемы R14 = R15, R16~R17, R18 = R19.
С такой схемой защиты максимальная мощность, рассеиваемая на низких частотах в рабочем режиме каждым из транзисторов VT7, VT8, составляет:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Рис. IS. Частотная зависимость уровня гармонических искажений усилителей:
1 скорость нарастания выходного напряжения 0,5 В/мкс, частота единичного усиления 1 МГц; 2 1 В/мкс, 3 МГщ 3 13 В/мкс, 3 МГц
Интересно отметить, что в аварийном режиме при замыкании выхода на землю рассеиваемая мощность не превысит 0,10,2 от произведения Iмакс-Eп, а при замыкании выхода на источник питания выходные транзисторы вообще закрываются. Причем это наступает с того момента, когда Iогр = 0, т. е. когда
UВЫХ=Eu U63. R/R18.
При реальных соотношениях номиналов VT7 запирается, когда Uвых становится менее (24) В, а VT8 при UВых> (24) В. Сравнивая эти соотношения со свойствами схемы защиты без делителей R14 R17, видим, что в ней рассеиваемая мощность при замыкании выхода на землю составляет (1,11,2) Iмакс-Eп т. е. увеличена в 6И раз, а при замыкании на источник питания еще вдвое больше. Преимущество предложенной схемы защиты очевидно.
Применяя ОУ на звуковых частотах, не следует забывать об увеличении гармонических искажений с ростом частоты сигнала, когда запас усиления ОУ уменьшается и отрицательная обратная связь не уменьшает погрешности. На рис. 16 показана частотная зависимость искажений различных ОУ, причем кривая 1 соответствует стандартной коррекции распространенных микросхем К553УД1, К553УД2, К140УД7, а кривая 5 К574УД2. Имея это в виду, от схемы рис. 15 следует потребовать, чтобы высокочастотный тракт начинал работать раньше, чем станут заметными искажения сигнала низкочастотного тракта на ОУ.
Для фильтра нижних частот R3C2 на входе ОУ целесообразно выбрать граничную частоту около 10 кГц (ориентировочно 16 кОм, 1000 пФ). Граничную частоту фильтра высоких частот R4C1 следует выбрать не более 1 кГц (20 кОм, 10 нФ). Коэффициент усиления разомкнутого высокочастотного тракта может быть установлен с помощью резисторов R9, R10. Наряду с выбором емкости конденсаторов СЗ, С4 его следует устанавливать так, чтобы обеспечивался желаемый вид переходных процессов всего усилителя с замкнутой обратной связью. Для ОУ достаточно стандартной частотной коррекции. Чтобы подавить генерацию на высоких частотах, при необходимости можно ввести в базовые цепи некоторых транзисторов небольшие дополнительные резисторы, включить параллельно нагрузке последовательную RC-цепь, если нагрузка носит индуктивный характер на высоких частотах, а также шунтировать R2 небольшой емкостью с последовательным резистором сопротивлением около 0,1 R2.
Во всех рассмотренных выше устройствах выходные транзисторы могут быть составными, что дает возможность достичь силы тока нагрузки усилителя мощности до нескольких ампер.

Дифференциальные быстродействующие операционные усилители К544УД2(А-Г), КР544УД2(А-Г)
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]


Сайт Кравченко К.В.: [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
E-mail: [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
Микросхемы представляют собой операционные дифференциальные усилители с высоким входным сопротивлением и повышенным быстродействием по сравнению с [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. Применяются при создании видеоусилителей, импульсных усилителей, усилителей фотоприемников, генераторов высокочастотных колебаний. Могут использоваться вместо ОУ КР574УД1, КР574УД3, КР140УД11.
    Электрическая схема ИС содержит входной дифференциальный каскад на полевых транзисторах с p-n переходом, промежуточный дифференциальный каскад на p-n-p транзисторах, однотактные согласующие повторители и выходной двухтактный повторитель напряжения. Частотная коррекция осуществляется внутренним интегрирующим конденсатором и резистором. Внутренние элементы частотной коррекции обеспечивают стабильность в различных режимах обратной связи, в том числе при полной отрицательной обратной связи в повторителе напряжения. Для расширения возможностей применения К544УД2, КР544УД2 один из выводов цепи коррекции внутри ИС не подключен, а соединен с выводом 8. Включение коррекции происходит при внешнем замыкании выводов 1 и 8. Если выводы 1 и 8 не соединены между собой, то цепь коррекции отключена. При этом ИС имеет наибольшее значение скорости нарастания входного напряжения (100 В/мкс) и произведения усиления на полосу пропускания (200 МГц на уровне усиления 100). Такой режим обеспечивает стабильность и применяется, когда коэффициент обратной связи Kooc [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]0,05. При глубокой отрицательной связи, когда 1[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] Kooc [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]0,05, применяется режим полного включения обратной коррекции, осуществляемый замыканием между собой выводов 1 и 8. Возможен режим частичного включения коррекции с использованием внешнего конденсатора, подключаемого между выводами 1 и 8 и ослабляющего действие внутренних элементов. Такой режим применяется вместо полной коррекции для повышения широкополосности и скорости нарастания входного напряжения ИС.
    Содержит 69 интегральных элемента. Корпус типа 301.8-2, масса не более 2г и 2101.8-1, масса не более 1г.
Корпус К544УД2 [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] Корпус КР544УД2 [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
1 - баланс, коррекция; 2 - вход инвертирующий; 3 - вход неинвертирующий; 4 - напряжение питания (-Uп1); 5 - баланс; 6 - выход; 7 - напряжение питания (Uп2); 8 - коррекция; Схема балансировки напряжения смещения К544УД2, КР544УД2 [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] Схемы коррекции [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] Электрические параметры
1
Номинальное напряжение питания
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]15 В[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] 10 %

2
Максимальное выходное напряжение при Uп= [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]15 В
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ][ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]10 В

3
Напряжение смещения нуля при Uп= [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]15 В, Uвых= [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]0,02 В.     К544УД2А, КР544УД2А     К544УД2Б,В, КР544УД2Б,В     К544УД2Г, КР544УД2Г
  [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]30 мВ [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]50 мВ [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]10 мВ

4
Средний входной ток при Uп= [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]15 В, Uвых= [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]0,02 В.     К544УД2А, КР544УД2А,Г     К544УД2Б, КР544УД2Б     К544УД2В, КР544УД2В
  [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]0,1 нА [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]0,5 нА [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]1 нА

5
Разность входных токов при Uп= [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]15 В, Uвых= [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]0,02 В.     К544УД2А, КР544УД2А,Г     К544УД2Б, КР544УД2Б     К544УД2В, КР544УД2В
  [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]0,1 нА [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]0,5 нА [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]1 нА

6
Ток потребления при Uп= [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]15 В, Uвых= [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]0,02 В.
  [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]7 мА

7
Коэффициент усиления напряжения при Uп= [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]15 В, Uвых= [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]4 В, Rн=2 кОм     К544УД2А,В, КР544УД2А,В,Г     К544УД2Б, КР544УД2Б
  [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]20000 [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]10000

8
Коэффициент ослабления синфазных входных напряжений при Uп= [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]15 В, Uвых= [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]0,02 В, Uвх= [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]5 В
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]70 дБ

9
Коэффициент влияния нестабильности источников питания на напряжение смещения нуля при Uп= [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]15 В, Uвых= [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]0,02 В.
  [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]300 мкВ/В

10
Средний температурный дрейф напряжения смещения нуля при Uп= [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]15 В, Uвых= [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]0,02 В.     К544УД2А, КР544УД2А     К544УД1Б,В, КР544УД2Б,В     КР544УД1Г
    [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]50 мкВ/ ° C [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]100 мкВ/ ° C [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]30 мкВ/ ° C

11
Частота единичного усиления при Uп= [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]15 В, Uвых= [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]0,02 В
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]15 МГц

12
Максимальная скорость нарастания выходного напряжения при Uп= [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]15 В, Uвых=-10 В, Uвх=-10 В     К544УД1А,Б, КР544УД1А,Б,Г     К544УД1В, КР544УД1В
    [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]20 В/мкс [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]10 В/мкс

13
Входное сопротивление
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]1 · 1011 Ом

Предельно допустимые режимы эксплуатации
1
Напряжение источников питания Uп1, Uп2     в предельном режиме
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ](13,5...16,5) В [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ](5...16,6) В

2
Входные синфазные напряжения     в предельном режиме
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]10 В [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]12 В

3
Максимальная рассеиваемая мощность     в предельном режиме
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]260 мВт [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]280 мВт

4
Сопротивление нагрузки     в предельном режиме
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]2 кОм [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]1 кОм

5
Емкость нагрузки
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]500 пФ

5
Температура окружающей среды
-45...+70 ° C

Рекомендации по применению
ИС сохраняет параметры в пределах норм ТУ после однократного замыкания по выходу, не более 1 с. Допустимое значение статического потенциала 200 В. Допускается при настройке или эксплуатации аппаратуры отсутствие напряжения питания при условии, что значение входных напряжений не превышает |5| В. Корпус ИС находится под отрицательным потенциалом, поэтому не рекомендуется заземлять корпус и подавать на него напряжение. Максимальная температура пайки микросхем (235 [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]5) ° C, расстояние от корпуса до места пайки не менее 1 мм, продолжительность пайки не более 4 с. При проведении монтажных операций допускается не более двух перепаек микросхем.
Зарубежные аналоги
CA3130, LF357
Литература:
Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги: Справочник. Том 2./А. В. Нефедов. - М.:ИП РадиоСофт, 1999г. - 640с.:ил.
Отечественные микросхемы и зарубежные аналоги: Справочник. Перельман Б.Л.,Шевелев В.И. "НТЦ Микротех", 1998г.,376 с. - ISBN-5-85823-006-7

Рис. 1Рис. 2Рис. 3Рис. 4Рис. 5рис. 7рис. 9рис. 10НИЗКОЧАСТОТНЫЕ УСИЛИТЕЛИ НА ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМАХ clip image001 thumb20

Приложенные файлы

  • doc 3246510
    Размер файла: 666 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий