Усилительный каскад с динамической нагрузкой

Особенностью этого усилителя является то, что в качестве коллекторного сопротивления включают дополнительный транзистор (рис. 8).

Дополнительный транзистор выполняет функции источника тока с высоким дифференциальным сопротивлением, что позволяет увеличить коэффициент усиления, не нарушая режима по постоянному току. Используя выходную характеристику Т₂, можно найти параметры генератора тока, удовлетворяющего условию I_к02 = I_к01.

.

При подаче на базу Т₁ усиливаемого напряжения, ток транзистора Т₂ изменяется незначительно, что равносильно увеличению сопротивления коллекторной нагрузки до значения R_кд2, без изменения режима по постоянному току.

Усилитель с динамической нагрузкой обеспечивает высокий коэффициент усиления, который достигает 10⁵, и используется в ОУ в сочетании со схемой ОК один или два каскада для обеспечения R_н = R_вхок ® max.

19) Операционный усилитель – это аналоговая интегральная схема (ИС), представляющая собой многокаскадный усилитель (рис. 12), содержащий от десятков до сотен транзисторов, на выходе которой формируется напряжение U_вых, равное разности входных напряжений, усиленной ОУ: U_вых = К_у(U_вх1 – U_вх2).

Входной каскад операционного усилителя является наиболее ответственным функциональным узлом, поскольку именно им определяется входное сопротивление ОУ и в нем минимизируется чувствительность к синфазному сигналу и напряжению сдвига (сигналы называются синфазными, если они имеют одинаковые амплитудно-временные параметры; напряжение сдвига – это сигнал на выходе ОУ при нулевых входных сигналах на обоих входах).

За входным каскадом следует несколько промежуточных каскадов, которые обеспечивают необходимый коэффициент усиления.

Оконечный каскад обеспечивает усиление по мощности с заданным К_г и согласование с нагрузкой (минимальное выходное сопротивление). Схемное обозначение ОУ показано на рис. 13, где Е_п – выводы питания, FC – выводы частотной коррекции, NC – выводы балансировки (коррекция напряжения сдвига).

20) Питание усилителя осуществляется, как правило, от двухполярного источника электрической энергии, имеющего относительно общей точки положительную и отрицательную полярность. В этом случае выходной сигнал также может быть двухполярным. При однополярном питающем напряжении выходной сигнал однополярный. Питающие напряжения обычно находятся в диапазоне от ±5В до ±18 В. Чаще всего используются напряжения ±6,3 В; ±12,6 В; ±15 В, однако имеются ОУ с напряжением питания ±3 В и менее, а высоковольтные ОУ питаются напряжением более ±18 В.

Выходное напряжение ОУ не может превышать напряжение любого из источников питания. Максимальное выходное напряжение, как правило, на 1 – 2 В меньше по абсолютной величине напряжения питания.