Улучшение эксплуатационных параметров операционных усилителей

Увеличение выходного тока обычно осуществляется подключением к ОУ мощного повторителя напряжения или усилителя тока, управляемого с выхода ОУ. Обратная связь при этом может охватывать также оконечный каскад, если при этом соблюдены условия устойчивости усилителя в целом. Схема рис. 2.26 позволяет сформировать напряжение в соответствии с динамическим диапазоном применяемого ОУ, выходной ток при этом определяется параметрами применяемых мощных транзисторов. Диоды и позволяют создать необходимое смещение для обеспечения режима ЛВ, значения Л₃ и С определяют статический коэффициент и полосу усилителя. Резисторы /?5 и ограничивают сквозной ток через транзисторы Г₂ ^и Г3. Для сохранения большого динамического диапазона выходного сигнала их значение должно быть существенно меньше, чем сопротивление нагрузки.

Рис. 2.26. Усилитель с умощненным выходом на двух транзисторах.

в классе А В

Схема на рис. 2.27 содержит повторитель на четырех транзисторах. Транзисторы первого каскада обеспечивают усиление по току, при этом смещая выходной сигнал относительно входного на напряжение насыщения на открытом р-п-переходе. Транзисторы второго каскада возвращают уровень выходного сигнала за счет смещения в обратном направлении. Усилитель работает в классе АВ, однако за счет делителя на входе второго каскада схема может быть приближена к классу В, что позволяет регулировать сквозной ток через оконечный каскад и повысить КПД.

Рис. 2.27. Усилитель с умощненным выходом на четырех транзисторах.

Схема на рис. 2.28 обеспечивает усиление сигнала по напряжению на каскаде с общим эмиттером, а низкое выходное сопротивление усилителя достигается за счет двухполупериодного повторителя на выходе.

Рис. 2.28. Высоковольтный усилитель.

Рис. 2.29. Амплитудно-частотная характеристика усилителя.

Желаемый вид амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) достигается введением цепей обратной связи, рассчитанных как для обычного операционного усилителя (при условии, что единичное усиление ее не превышает 10 кГц). Данный усилитель при номиналах элементов цепи обратной связи, указанных на рис. 2.28, имеет в области Щео) > 1 (на частотах до 10 кГц) АЧХ характерного для операционного усилителя вида (рис. 2.29). Подключение емкостной нагрузки влияет лишь в области Ж (со) < 1, вызывая небольшой подъем вблизи частот 40 кГц. Скорость нарастания выходного напряжения на емкостной нагрузке усилителя до 47 нФ примерно равна 0,24 В/мкс. Дальнейшее увеличение емкости нагрузки пропорционально сказывается на этом показателе (0,12 В/мкс на 0,1 мкФ).

В рассмотренной схеме в отрицательном плече использованы два транзистора КТ505А, поскольку один транзистор не обеспечивает требуемого выходного напряжения (300 В). В современной элемен тной базе можно отыскать транзистор, который обеспечит требуемое напряжение. При наличии комплементарных высоковольтных транзисторов можно существенно упростить схему, сделав се симметричной, т. е. использовать выходной каскад, аналогичный выходному каскаду в схеме на рис. 2.27.