Файл: Electron_SE.pdf

131

4. Ï²ÄÑÈËÞÂÀײ ÏÎÑÒ²ÉÍÎÃΠÑÒÐÓÌÓ

U

Í

U

²

+

⎯

U

âèõ

DA

∞

à)

á)

â)

Ðèñ. 4.7 – Óìîâí³ ïîçíà÷åííÿ ÎÏ

ßêùî ñèãíàë ïîäàòè íà íå³íâåðòóþ÷èé âõ³ä, òî çì³íè âèõ³äíîãî ñèã-

íàëó ñï³âïàäàþòü çà çíàêîì (ôàçîþ) ³ç çì³íàìè âõ³äíîãî. ßêùî ñèãíàë

ïîäàòè íà ³íâåðòóþ÷èé âõ³ä, òî çì³íè âèõ³äíîãî ñèãíàëó ìàòèìóòü ïðîòè-

ëåæíèé çíàê (ôàçó) ùîäî çì³í âõ³äíîãî. ²íâåðòóþ÷èé âõ³ä âèêîðèñòîâó-

þòü äëÿ îõîïëåííÿ ÎÏ çîâí³øí³ìè ÍÇÇ, à íå³íâåðòóþ÷è頖 ÏÇÇ.

Êîðîòêî ðîçãëÿíåìî äåÿê³ õàðàêòåðí³ ïðèíöèïîâ³ ñõåìè ÎÏ.

ÎÏ òèïó 153ÓÄ1 (ðèñ. 4.8)

ìຠòðèêàñêàäíó ñòðóêòóðó.

 Ïåðøèé äèôåðåíö³éíèé

êàñêàä ïîáóäîâàíèé íà òðàí-

çèñòîðàõ VT1, VT2 ç äæåðå-

ëîì ñòðóìó íà òðàíçèñòîð³

VT3. Äðóãè頖 íà ñêëàäåíèõ

òðàíçèñòîðàõ  VT5,  VT6  ³

VT8,  VT9 (äëÿ  çàáåçïå÷åí-

íÿ  âåëèêîãî  êîåô³ö³ºíòà

ï³äñèëåííÿ  çà  íàïðóãîþ).

Âèõ³äíèé äâîòàêòíèé êàñêàä

óòâîðþþòü  VT14  ³  VT15.

²íø³  åëåìåíòè  çàáåçïå÷ó-

þòü ñòàá³ëüíå æèâëåííÿ ïåð-

øîãî êàñêàäó ³ óçãîäæåííÿ äðóãîãî ç âèõ³äíèì (çâåðí³òü óâàãó: áåç êîëà

íà ñõåìàõ ïîçíà÷àþòü òðàíçèñòîðè, ùî íå ìàþòü âëàñíîãî êîðïóñó –

áåçêîðïóñí³).

Ñõåìîòåõí³êà öüîãî ï³äñèëþâà÷à áàãàòî ó ÷îìó ïîâòîðþº ñõåìîòåõ-

í³êó ÏÏÑ íà äèñêðåòíèõ åëåìåíòàõ (äèâ. ðèñ. 4.6, ðèñ. 3.37).

Îñîáëèâ³ñòþ ³íòåãðàëüíî¿ ñõåìîòåõí³êè ó äàíîìó ðàç³ º çàñòîñóâàí-

íÿ â ÿêîñò³ äæåðåëà ñòðóìó ²

0 

äëÿ âõ³äíîãî äèôåðåíö³éíîãî êàñêàäó

òàê çâàíîãñòðóìîâîãî  äçåðêàëà”, ïîáóäîâàíîãî íà òðàíçèñòîðàõ

Ðèñ. 4.8 – ÎÏ òèïó 153ÓÄ1

132

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

VT3, VT7. Ñóòü éîãî ðîáîòè ïîëÿãຠó òîìó, ùî çà îäíàêîâèõ ïàðà-

ìåòð³â òðàíçèñòîð³â (à ïðè âèêîíàíí³ íà îäíîìó êðèñòàë³ ó îäíîìó

òåõíîëîã³÷íîìó öèêë³ âîíè äóæå ïîä³áí³) ñòðóì êîëëåêòîðà VT3 íàñë³-

ä󺠖 “â³ääçåðêàëþº” – ñòðóì êîëåêòîðà VT7: íàïðóãà ç VT7 ó ä³îäíîìó

âìèêàíí³ çàäຠñòðóì áàçè VT3, ùî ïðàöþº ó ðåæèì³ ãåíåðàòîðà ñòðó-

ìó (äèâ. ðèñ. 9.33). Ïðè öüîìó íåñòàá³ëüí³ñòü ²

0

 âèçíà÷àºòüñÿ íåñòàá³ëü-

í³ñòþ êîíòàêòíî¿ ð³çíèö³ ïîòåíö³àë³â åì³òåðíîãî ïåðåõîäó VT7. Çàäàþ-

÷è â³äïîâ³äíèì ÷èíîì âåëè÷èíè îïîðó ðåçèñòîð³â, óâ³ìêíåíèõ ïîñë³äîâíî

ç VT7, ³ íàïðóãó æèâëåííÿ êàñêàäó, çàáåçïå÷óþòü ñòàá³ë³çàö³þ ðåæèìó

VT7, à îòæå ³ VT3.

Òèïîâèì  ïðåäñòàâ-

íèêîì ÎÏ äðóãîãî ïî-

êîë³ííÿ  º  ÎÏ  òèïó

140ÓÄ7 (ðèñ. 4.9). Â³í

äâîêàñêàäíèé,  ìàº

ñêëàäíèé âõ³äíèé äèôå-

ðåíö³éíèé  êàñêàä  íà

VT1-VT4  ³  VT6-VT8  ç

âìèêàííÿì òðàíçèñòîð³â

çà  ñõåìîþ  ÑÊ-ÑÁ-ÑÅ.

Âõ³äí³ åì³òåðí³ ïîâòî-

ðþâà÷³  (êàñêàäè  ç  ÑÊ)

íà VT1, VT6 ïðàöþþòü

ó ðåæèì³ ì³êðîñòðóì³â, çàáåçïå÷óþ÷è òèì ñàìèì âåëèêèé âõ³äíèé

îï³ð ÎÏ. Âîíè º äæåðåëîì ñèãíàëó äëÿ êàñêàä³â ç ÑÁ íà VT2, VT7, ùî

¿õí³ìè êîëåêòîðíèìè íàâàíòàæåííÿìè º äèíàì³÷í³ íàâàíòàæåííÿ –

äæåðåëà ñòðóìó íà VT3, VT8 (ÿê â³äîìî, ç áîêó êîëåêòîðà, ÷åðåç íå-

çíà÷íèé íàõèë ñòàòè÷íèõ âèõ³äíèõ ÂÀÕ, òðàíçèñòîð ìຠîï³ð ó ñîòí³

ê³ëîîì, à ðåàëüíî ìîæëèâ³ îïîðè ðåçèñòîð³â ó ³íòåãðàëüíîìó âèêî-

íàíí³ ñÿãàþòü ëèøå äåñÿòê³â ê³ëîîì). Îñê³ëüêè çíà÷åííÿ êîåô³ö³ºíòà

ï³äñèëåííÿ çà íàïðóãîþ ïðîïîðö³éíå îïîðó êîëåêòîðíîãî íàâàíòàæåííÿ

(äèâ. ïï. 3.7.3), öå äîçâîëÿº îòðèìàòè ï³äñèëåííÿ ó äåê³ëüêà ñîòåíü

ðàç³â âæå ó ïåðøîìó êàñêàä³.

Âèõ³äíèé êàñêàä íà òðàíçèñòîðàõ VT23, VT24 ïðàöþº ó ðåæèì³ êëà-

ñó ÀÂ. Çàõèñò êàñêàäó â³ä ïåðåâàíòàæåíü çàáåçïå÷óþòü òðàíçèñòîðè

VT21 ³ VT22, ùî, âìèêàþ÷èñü íàïðóãîþ äàò÷èê³â ñòðóìó R

9

, R

10 

(ÿêùî

Ðèñ. 4.9 – ÎÏ òèïó 140ÓÄ7

133

4. Ï²ÄÑÈËÞÂÀײ ÏÎÑÒ²ÉÍÎÃΠÑÒÐÓÌÓ

âîíà ïåðåâèùóº ïðèáëèçíî 0,6 Â), øóíòóþòü åì³òåðí³ ïåðåõîäè òðàíçè-

ñòîð³â VT23 ³ VT24. Ðåøòà åëåìåíò³â çàáåçïå÷óº äîäàòêîâå ï³äñèëåí-

íÿ òà óçãîäæåííÿ äèôåðåíö³éíîãî êàñêàäó ç âèõ³äíèì.

Îñîáëèâ³ñòþ  ÎÏ

140ÓÄ8 (ðèñ. 4.10) º òå,

ùî  äëÿ  çàáåçïå÷åííÿ

ï³äâèùåíîãî  âõ³äíîãî

îïîðó ó ÿêîñò³ âõ³äíèõ

òðàíçèñòîð³â VT2 ³ VT5

âèêîðèñòàíî  ïîëüîâ³

òðàíçèñòîðè.

Ñë³ä  çàçíà÷èòè,  ùî

íîìåíêëàòóðà  ñó÷àñ-

íèõ  ÎÏ  íàäçâè÷àéíî

øèðîêà.  Öå  íåîáõ³äíî

äëÿ  çàáåçïå÷åííÿ  êîí-

êðåòíèõ  ñïåöèô³÷íèõ

ïîòðåá  ðîçðîáíèê³â

åëåêòðîííèõ ïðèñòðî¿â.

Íà ðèñ. 4.11 íàâåäåíà

òèïîâà ñõåìà âìèêàí-

íÿ ÎÏ òèïó 140ÓÄ7.

Äèôåðåíö³éíèé âõ³ä-

íèé ñèãíàë U

âõ 

ïîäàºòü-

ñÿ ì³æ âèâîäàìè 2 (³í-

âåðòóþ÷èé âõ³ä) ³ 3 (íå-

³íâåðòóþ÷èé âõ³ä). U

ñô 

–

ñèíôàçíèé ñèãíàë. Íà-

âàíòàæåííÿ  ï³äìèêà-

ºòüñÿ  äî  âèâîäó  6.  Æèâëåííÿ  çàáåçïå÷óºòüñÿ  äâîïîëÿðíèì  äæåðå-

ëîì íàïðóãè Å

1

, Å

2

, ùî ï³äìèêàºòüñÿ ì³æ âèâîäàìè 7, 4 ³ íóëüîâîþ

òî÷êîþ.

Íóëüîâèé âèõ³äíèé ñèãíàë ïðè U

âõ 

=

0 çàáåçïå÷óºòüñÿ ðåçèñòîðîì R

1

,

ï³ä³ìêíåíèì äî âõîä³â áàëàíñóâàííÿ (êîðåêö³¿ íóëÿ) 1 ³ 5. Öå äîçâî-

ëÿº âèêëþ÷èòè âïëèâ íåñèìåò𳿠ñõåìè ÎÏ, ùî âèíèêຠçà ðàõóíîê íå-

³äåàëüíî¿ ïîä³áíîñò³ éîãî åëåìåíò³â.

Ðèñ. 4.10 – ÎÏ òèïó 140ÓÄ8

∞

~

2

DA 1

3

8

Ñ1

U

âõ

U

ñô

1

5

FC

NC

NC

140

ÓÄ7

6

7

4

U

âèõ

+

-

+

-

Å

1

Å

2

+U

-U

R1

10 

êÎì

Ðèñ. 4.11 – Ñõåìà âìèêàííÿ ÎÏ òèïó 140ÓÄ7

134

ÅËÅÊÒÐÎͲÊÀ ² Ì²ÊÐÎÑÕÅÌÎÒÅÕͲÊÀ

Êîíäåíñàòîð  Ñ

1

  çàáåçïå÷óº êîðåêö³þ  àìïë³òóäíî-÷àñòîòíî¿  õà-

ðàêòåðèñòèêè  (À×Õ).

Ñõåìè âìèêàííÿ ÎÏ ³ ïàðàìåòðè êîðèãóþ÷èõ ëàíöþã³â íàâîäÿòüñÿ

ó äîâ³äêîâèõ ìàòåð³àëàõ.

Íàéâàæëèâ³øèìè

õàðàêòåðèñòèêàìè

ÎÏ º âèõ³äí³ àìïë³-

òóäí³  (ïåðåäàòí³)

õàðàêòåðèñòèêè  –

U

âèõ 

=

f  (U

âõ

),  çîáðà-

æåí³ íà ðèñ. 4.12.

Çí³ìàþòü  ö³  õà-

ðàêòåðèñòèêè, ïîäà-

þ÷è ñèãíàë íà îäèí

³ç âõîä³â ³ ç’ºäíóþ÷è

³íøèé  ç  íóëüîâîþ

òî÷êîþ.

Êîæíà âèõ³äíà õà-

ðàêòåðèñòèêà  ìàº

ãîðèçîíòàëüí³  òà

ñê³ñíó ä³ëÿíêè. Ãîðèçîíòàëüí³ ä³ëÿíêè â³äïîâ³äàþòü ðåæèìàì ïîâí³ñòþ

â³äêðèòîãî ÷è çàêðèòîãî òðàíçèñòîðà âèõ³äíîãî êàñêàäó (ðåæèìàì íàñè-

÷åííÿ ÎÏ). Ïðè çì³í³ íàïðóãè âõ³äíîãî ñèãíàëó íà öèõ ä³ëÿíêàõ âèõ³äíà

íàïðóãà ï³äñèëþâà÷à çàëèøàºòüñÿ íåçì³ííîþ ³ âèçíà÷àºòüñÿ íàïðóãàìè

U 

+

âèõm 

àáî U 

–

âèõ m

, áëèçüêèìè äî íàïðóãè äæåðåë æèâëåííÿ Å

1 

òà Å

2

.

Êîåô³ö³ºíò ï³äñèëåííÿ âèçíà÷àºòüñÿ çà ñê³ñíèìè ä³ëÿíêàìè:

.

âõ

âèõ

UÎÏ

U

U

K

∆

∆

=

(4.8)

Âåëèê³ éîãî çíà÷åííÿ äîçâîëÿþòü çà óìîâè îõîïëåííÿ ÎÏ ãëèáî-

êèì ÍÇÇ îäåðæàòè ñõåìè ç âëàñòèâîñòÿìè, ùî çàëåæàòü ëèøå â³ä

ïàðàìåòð³â ëàíöþãà ÍÇÇ, áî, ÿê âèõîäèòü ³ç ôîðìóëè (3.34),  ïðè

Ê

® ¥

  Ê

ÇÇ 

®

1/

c

 – çàëåæèòü ëèøå â³ä ïàðàìåòð³â ëàíöþãà ÍÇÇ (³, íà

ïåðøèé ïîãëÿä, ôàêòè÷íî íå çàëåæèòü âëàñíå â³ä ï³äñèëþâà÷à!)

Ñòàí, çà ÿêîãî U

âèõ

=

0 ïðè U

âõ

=

0, íàçèâàºòüñÿ áàëàíñîì ÎÏ. Îäíàê

äëÿ ðåàëüíèõ ÎÏ óìîâè áàëàíñó íå âèêîíóþòüñÿ (º ðîçáàëàíñ).

- U

âõ

,

ìÂ

+ U

âõ

 ,

ìÂ

U 

+

âèõm

U  

-

âèõm

+U

âèõ

, 

Â

³íâåðòóþ÷å

âìèêàííÿ

íå³íâåðòóþ÷å

âìèêàííÿ

Å

1

Å

2

-U

âèõ

, 

Â

Ðèñ. 4.12 – Ïåðåäàòí³ õàðàêòåðèñòèêè ÎÏ

135

4. Ï²ÄÑÈËÞÂÀײ ÏÎÑÒ²ÉÍÎÃΠÑÒÐÓÌÓ

Íàïðóãà U

çì 0

, çà ÿêî¿ U

âèõ

=

0, ìຠíàçâó âõ³äíî¿ íàïðóãè çì³ùåííÿ

íóëÿ. Âîíà âèçíà÷ຠíàïðóãó, ùî íåîáõ³äíî ïîäàòè íà âõ³ä ï³äñèëþâà-

÷à  äëÿ  ñòâîðåííÿ  áàëàíñó.

Ïåðåäàòí³  õàðàêòåðèñòèêè

ÎÏ çà íàÿâíîñò³ ðîçáàëàíñó

íàâåäåí³ íà ðèñ. 4.13.

.

UÎÏ

âèõ

0

çì

K

U

U

∆

=

     (4.9)

Êîðåêö³ÿ ðîçáàëàíñó âèêî-

íóºòüñÿ  êîðèãóþ÷èìè  ëàí-

öþãàìè àáî, çà â³äñóòíîñò³

òàêèõ ó ÎÏ äåÿêèõ òèï³â, ïî-

äà÷åþ íà âõ³ä íàïðóãè, ùî

äîð³âíþº U

çì 0

 ³ ïðîòèëåæíà

çà çíàêîì (äèâ. ïï. 4.6.5).

Âõ³äíèé  îï³ð,  âõ³äíèé

ñòðóì çì³ùåííÿ, ìàêñèìàëüí³ âõ³äí³ äèôåðåíö³éíà òà ñèíôàçíà íà-

ïðóãè º îñíîâíèìè âõ³äíèìè ïàðàìåòðàìè ÎÏ.

 Ïðè íåîáõ³äíîñò³ çàõèñòó â³ä ïåðåíàïðóã ì³æ âõîäàìè ÎÏ âìèêà-

þòü çóñòð³÷íî-ïàðàëåëüíî äâà ä³îäè àáî ñòàá³ë³òðîíè.

Âèõ³äíèìè ïàðàìåòðàìè ÎÏ º âèõ³äíèé îï³ð, ìàêñèìàëüíà âèõ³äíà

íàïðóãà òà ñòðóì.

×àñòîòí³ õàðàêòåðèñòèêè ÎÏ âè-

çíà÷àþòü ç éîãî À×Õ, çîáðàæåíî¿ íà

ðèñ. 4.14. Âîíà ìຠñïàäíèé õàðàê-

òåð çà âèñîêèõ ÷àñòîò, ïî÷èíàþ÷è

â³ä ÷àñòîòè çð³çó f

çð

.

f

â

 – âåðõíÿ ìåæà ÷àñòîòíîãî ä³àïàçîíó. Çà ö³º¿ ÷àñòîòè:

.

2

UÎÏ

U

K

K =

(4.10)

ijàïàçîí ÷àñòîò (0 – f

â

) ìຠíàçâó ñìóãè ÷àñòîò ÎÏ.

Øèðîêå ïðàêòè÷íå âèêîðèñòàííÿ ÎÏ â àíàëîãîâèõ ïðèñòðîÿõ çóìîâ-

ëåíå, ãîëîâíèì ÷èíîì, çàñòîñóâàííÿì ó ¿õí³õ ñõåìàõ ð³çíîãî ðîäó çîâí³ø-

í³õ ÍÇÇ, ÷îìó ñïðèÿº âåëèêå çíà÷åííÿ êîåô³ö³ºíòà ï³äñèëåííÿ K

UÎÏ

,

âèñîêèé âõ³äíèé òà ìàëèé âèõ³äíèé îïîðè. Âèñîêà ÿê³ñòü ïàðàìåòð³â

+U

âèõ

-U

âèõ

+

∆

U

âèõ

-

∆

U

âèõ

-U

çì 

0

+U

çì 

0

-U

âõ

+U

âõ

+

Å

1

-

Å

2

Ðèñ. 4.13 – Ïåðåäàòí³ õàðàêòåðèñòèêè ÎÏ

çà íàÿâíîñò³ ðîçáàëàíñó

f

â

f

çð

f

K

U

ÎÏ

K

U

K

U

ÎÏ

2

Ðèñ. 4.14 – À×Õ ÎÏ