Операциялық күшейткіштердегі құрылғыларды зерттеу

№9 ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫС 

Тақырыбы: Операциялық күшейткіштердегі құрылғыларды зерттеу

Жұмыстың мақсаты: Операциялық күшейткіштер бойынша  теориялық білімдерді бекіту. Electronic Workbench бағдарламаcының көмегімен операциялық күшейткіштердің сұлбаларын модельдеуді үйрену. Кірістік токтарды, ығысу кернеуін, кірістік және шығыстық кедергілерді, операциялық күшейткіштердің шығыстық кернеуінің өсу уақытын өлшеуді үйрену.

1 Теориядан қысқаша мағлұматтар

Операциялық күшейткіш деп (ОК) екі жоғары омдық кірісі және бір төмен омдық шығысы, терең кері байланысы бар, үлкен күшейту коэффициенті бар күшейткішті атайды. Олар  интегралдық микросұлбалар  түрінде орындалады және  олардың негізінде  электрондық аспаптың алуан түрлі функционалды тораптарын (алуан түрлі күшейткіштерді, интеграторларды, сүзгілерді, генераторларды, коммутаторларды және тағы басқаларды) салу үшін тағайындалған.  

ОК құрамында кірістік каскады, кернеу деңгейін ығыстыру каскады және шығыстық каскады бар.

Шығыстық каскад 9.1-суретке сәйкес сұлба бойынша орындалған, оның екі кірісі бар.

Егер R1=R2 шартын және VT1 мен VT2 транзисторлары параметрлерінің теңбе-теңдігін қамтамасыз етсе, онда шығыстық кернеу күшейткіштің К коэффициентіне көбейтілген  кірістік кернеулердің айырымына тең болады.

Кернеу деңгейінің ығысу каскады эмиттерлік қайталағыш сұлбасы бойынша орындалған және дабылдан тұрақты құраушы деңгейін шығарады. Мұнымен күшейткіштегі кірістік дабылдың бұзылуы шығарылады. Шығыстық каскад ОК шығыстық сипаттамаларын қамтамасыз етеді.

[pic 2]

9.1-сурет – ОК кірістік каскады

Electronic Workbench бағдарламасының сұлбаларында интегралдық ОК 9.2-суретте көрсетілгендей  белгіленеді.

[pic 3]

9.2-сурет – ОК белгіленуі

ОК негізгі параметрлері мыналар болып табылады:

Орташа кірістік ток   Iкір   және кірістік токтардың айырымы Δ Iкір :

мұндағы I1 және I2 сәйкес түрде ОК кірістерінде дабылдар жоқ болғанда инверторлаушы және инверторламаушы кірістердің тоқтары. Бұл токтар биполярлық транзисторлардың базалық тоқтарымен немесе оларда ОК кірістік каскадтары орындалған, дала транзисторлары жапқыштарының жылыстау тоқтарымен қамтамасыз етілген. Кірістік тоқтар кірістік дабыл көзінің ішкі кедергісі арқылы өтеді және онда кернеудің түсуін тудырады. Бұл ОК кірісінде дабыл жоқ болған кезде, шығыстық кернеудің (Uкір ≠ 0)  пайда болуына әкелетін,  (Uкір ≠ 0) кернеу  бар болатынын білдіреді. ОК жұмысында қате болдырмау үшін, бұл кернеудің орнын толтыру қажет.

Ығысу кернеуі Uығысу – дабыл жоқ болғанда оның шығысындағы кернеу нөлге тең болуы үшін, ОК кірісіне беру қажет болатын кернеудің мәні. Кірістік дабыл жоқ болғанда шығыстық кернеуді (Uкір) және  күшейту  коэффициентін (К) біле отырып, Uығысу ығысу кернеуін есептеуге болады:

Тұрақты ток кернеуін күшейту коэффициенті К0 кірістік дабылдың қанша есе күшейетінін көрсетеді. Идеал операциялық күшейткіште  К0 → ∞. Нақты сұлбалар үшін кернеуді күшейту коэффициенті мына  формула бойынша есептеп шығарылады: