\
ЭЛЕКТРОННЫЕ КОМПОНЕНТЫ
\
Об авторе.
Штрапенин Геннадий Львович.
Кандидат физико-математичес-
ких наук, доцент кафедры элек-
троники Уральского государ-
ственного университета путей
сообщения.
Геннадий Штрапенин
г. Екатеринбург
Основанная в 1959 году фирма National Semiconductor прошла ог-
ромный путь от производства первых дискретных транзисторов до
сложнейших современных микроэлектронных устройств. Одним из
приоритетных направлений деятельности фирмы во все времена ее
существования была разработка интегральных операционных усили-
телей (ОУ), в частности, в 1968 году инженерами National Semiconductor
был создан Первый в мире двухкаскадный операционный усилитель
LM101, положивший начало целому направлению в построении все-
возможных аналоговых электронных устройств. Современные ОУ
National Semiconductor, объем производства которых составляет бо-
лее 500 миллионов в год, соответствуют, а по многим параметрам и
превосходят мировой уровень устройств данного класса, при ценах
существенно меньших, чем у других фирм, позволяя разработчикам
успешно решать широкий круг задач по созданию различной элект-
ронной аппаратуры.
Современные операционные усилители
фирмы National Semiconductor
Больш инство современных интег-
ральных ОУ выполняются по схеме
прямого усиления с дифференциаль-
ными входами и рассчитаны на сим-
метричное двухполярное питание
(хотя все чаще используется и одно-
полярное). Кроме двух входов, выхо-
да и выводов питания, ОУ может так-
же иметь выводы для балансировки,
коррекции, программирования (зада-
ния определенных параметров вели-
чиной управляющего тока) и другие.
В идеальном случае ОУ должен
иметь бесконечны й коэф ф ициент
усиления по напряжению, бесконеч-
но большое входное и бесконечно
малое выходное сопротивления, бес-
конечно большую амплитуду выход-
ного сигнала, бесконечно большой
диапазон усиливаемых частот и от-
сутствие шумов. Параметры ОУ не
должны зависеть от внешних ф акто-
ров, напряжения питания и темпера-
туры. При соблюдении этих условий
передаточная характеристика ОУ, ох-
ваченного отрицательной обратной
связью (ООС), точно соответствует
передаточной характеристике цепи
ООС и не зависит от параметров са-
мого усилителя.
Реальные ОУ имеют характерис-
тики, отличающиеся от идеальных,
что является поводом для их всесто-
ронней классиф икации. Реальный
ОУ - это компромисс взаимоисклю-
чающих требований с достижением
наилучших свойств по одному или не-
60 |--------------------------------------------------------
скольким параметрам, каковыми мо-
гут являться: минимизация напряже-
ния смещения и входных токов, дос-
тижение максимальной полосы уси-
ливаемых частот и скорости нарас-
тания выходного напряжения, умень-
шение потребляемого тока и питаю-
щего напряжения и другие. Парамет-
ры ОУ можно разделить на несколь-
ко групп - входные, выходные, уси-
лительные, частотные, энергетичес-
кие, шумовые и другие [1]. Наряду с
эксплуатационными параметрами,
определяющими номинальный тем-
пературный режим работы ОУ, допу-
стимые параметры входных и выход-
ных цепей и требования к источни-
кам питания, весьма важными явля-
ются также предельно допустимые
(максимально возможные) значения
ряда параметров, превышение кото-
рых не допускается. В настоящ ее
время сложилась определенная (хотя
и не очень строгая) классификация
ОУ по сочетанию различных пара-
метров, отражающая их предпочти-
тельное использование в том или
ином классе устройств. Отметим так-
же, что параметры ОУ в значитель-
ной степени определяются их схемо-
техникой и используемой полупро-
водниковой технологией.
Фирма National Semiconductor ис-
пользует следующую классификацию
ОУ, которая частично проявляется в
первых двух-трех буквах маркировки
микросхем, выпускаемых фирмой. Это:
1. Усилители общего применения
(General Purpose- LM, LMC) - коэффи-
циент усиления до 100 дБ, напряжение
смещения более
1
мВ, частота единич-
ного усиления до 10 МГц.
2. Маломощные (Low Power - LP,
LPV) - ток потребления менее
1
,5 мА.
3. Микромощные (Micro P ow er- LP,
LPV) - ток потребления менее 25 мкА.
4. Низковольтные (Low Voltage -
LMV) - напряжение питания менее 3 В.
5. Прецизионные (Precision - LMP)
- коэффициент усиления более 100 дБ,
напряжение смещения менее 1 мВ.
6
. Быстродействующие (High Speed
- LMH) - частота единичного усиления
более 50 МГ ц.
7. Малошумящие (Low Noise) - на-
пряжение шумов менее 10 нВА/Гц.
8
. Мощные (High Output Power) -
выходной ток более
10 0
мА.
9. С выходным/входным напряже-
нием, близким к напряжению питания
(Rail to Rail Output/lnput).
В Rail to Rail усилителях макси-
мальная и минимальная амплитуда
выходного напряжения практически
совпадают с соответствующими зна-
чениями напряжения питания, а до-
пустимые значения синфазного вход-
ного напряжения равны или даже
могут выходить за пределы напряже-
ния питания. Последнее использует-
ся, например, в усилителях с одно-
полярным питанием с возможностью
подачи на вход отрицательного на-
пряжения.
I Радиолюбитель - 06/2006
предыдущая страница 60 Радиолюбитель 2006-06 читать онлайн следующая страница 62 Радиолюбитель 2006-06 читать онлайн Домой Выключить/включить текст