Входные каскады ОУ

Первый каскад определяет входное сопротивление и потребля­емый ток на входе, оказывает основное влияние на формирование таких показателей, как уровень шума, дрейф нуля, а следователь­но, на реальную чувствительность усилителя.

Рассмотрим основные требования, предъявляемые к первому каскаду: большой коэффициент усиления, максимальное ослабле­ние синфазного сигнала, минимальное смещение, минимальный дрейф нуля, минимальный входной ток, минимальное температур­ное изменение входных токов, минимальный уровень шума на вхо­де. Каждое из этих требований может быть реализовано только на основе специальных схемных решений.

Рисунок 2.58- Типовая схема входного кас­када ОУ

Рассмотрим наиболее простую типичную схему входного кас­када ОУ (рисунок 2.58).

Каскад построен по обычной схеме дифференциального уси­лителя на двух транзисторах VT1 и VT2 с резисторами нагрузки в коллекторной цепи R1 и R2. В цепь эмиттеров включен ГСТ на транзисторах VT3 и VT4. Особенность этого каскада — использо­вание в коллекторной нагрузке диффузионных резисторов, у кото­рых сопротивление ограничено из-за размеров и составляет всего 20... 30 кОм, что не позволяет получить большой коэффициент усиления. Кроме того, схему отличает сравнительно низкое вход­ное сопротивление, которое равно удвоенному входному сопро­тивлению каждого транзистора ДУ.

Усовершенствование схемы входного каскада ОУ ведут по нескольким направлениям:

а) применение пинч-резисторов вместо обычных диффузионных в коллекторной нагрузке, что позволяет резко увеличить сопро­тивление нагрузки и, следовательно, коэффициент усиления;

б) применение динамической нагрузки вместо резисторной.

В качестве нагрузки применяют обычно ГСТ, что позволяет по­лучить большое сопротивление по переменному току и большой ко­эффициент усиления;

в) применение супербета-транзисторов, что позволяет одно­временно повысить коэффициент усиления и увеличить входное со­противление. Вследствие того что эти транзисторы имеют очень тонкую базу, они допускают очень малое напряжение U _КБ во из­бежание пробоя. Применение на входе этих транзисторов дает воз­можность получить входные токи I _вх = 5... 20 нА. Наибольший ко­эффициент усиления можно получить, применив различные виды схем на составных транзисторах: схему Дарлингтона, каскодную схему ОЭ — ОБ, схемы ОК — ОЭ и ОК — ОБ.

Применение схемы Дарлингтона позволяет получить больший коэффициент усиления по току; благодаря большому коэффициенту при минимальном токе можно получить значительный ток в коллекторной цепи второго транзистора.

Применение каскодной схемы ОЭ-ОБ и схемы ОК-ОБ позволяет получить высокое входное сопротивление при таком же высоком выходном сопротивлении и устойчивом усилении в широком диапазоне частот, что является основным достоинством этих схем.

Нагрузкой этих схем, как правило, также является ГСТ, что обеспечивает максимальный коэффициент усиления.

Дата добавления: 2014-11-16