Elektronika 1. (BMEVIHIA205)

Átírás

1 Elektronika. (BMEVHA05) 5. Előadás (06..8.) Differenciál erősítő, műveleti erősítő Dr. Gaál József BME Hálózati endszerek és SzolgáltatásokTanszék

2 Differenciál erősítő, nagyjelű analízis i C i C bemenet:, menet: i c, i c 0 - t i E ie 0 i E 0 i i E E 0 exp T 0 tanh T exp ( x) x tanh exp exp ( x) ( x) nagyjelű karakterisztika: c ( be ) telítéses, vezérelt erősítő, szorzó áramkör Dr. Gaál József, Hálózati endszerek és Elektronika. (BMEVHA05)

3 Differenciál erősítő meredeksége i C i C 0 - t Diff. erősítő meredeksége: i C i C r d r d Dr. Gaál József, Hálózati endszerek és Elektronika. (BMEVHA05) 3

4 Differenciál erősítő, nagyjelű analízis Degenerált eset: Dr. Gaál József, Hálózati endszerek és Elektronika. (BMEVHA05) 4

5 Differenciális erősítő Differenciál erősítő: differenciális bemenetű nagy differenciális erősítés, s közös módsú erősítés sjelű működés: lineáris nlla bemenet nlla menet egyenáramú erősítő c c i C E E 0 - t i C t deális differenciál erősítő: szimmetriks TT, (paraméterek, hőmérséklet) E E, C C... Valós differenciál erősítő: szimmetria hibák sjelű működés: nem lineáris nlla bemenet nem nlla menet bemeneti offset feszültség Dr. Gaál József, Hálózati endszerek és Elektronika. (BMEVHA05) 5

6 Definició: Bemeneti offset feszültség és driftje off az a bemeneti differenciális egyenfeszültség, melynél az aszimmetria hatása a meneten kompenzálódik, az áramkör egyenlített, azaz vagy a két meneti kollektor-áram azonos vagy a meneti differenciális feszültség nlla off off i c i c Offsetes, egyenlítetlen: C C Kiegyenlített: C C Drift: az offset feszültség hőmérséklet szerinti deriváltja Dr. Gaál József, Hálózati endszerek és Elektronika. (BMEVHA05) 6

7 A valóságos differenciálerősítő modellezése A bemeneti offset modellbeli értelmezése: off T Dr. Gaál József, Hálózati endszerek és Elektronika. (BMEVHA05) 7

8 Bemeneti offset feszültség Bemeneti offset értelmezhető: a T, T tranzisztorpárra a differenciálerősitő fokozatra többfokozatú erősítőre Dr. Gaál József, Hálózati endszerek és Elektronika. (BMEVHA05) 8

9 Bemeneti áram, offset áram Differenciál erősítő bemeneti bázis áramainak figyelembe vétele: Bázis (bias) áram, offset áram: Véges generátor ellenállások hatása: Kimeneti egyenlítéshez szükséges bemeneti eredő hibafeszültség: h g g g B g B c c h off g off g B Dr. Gaál József, Hálózati endszerek és Elektronika. (BMEVHA05) 9

10 Bemeneti offset feszültség és áramok modellezése Differenciál erősítő bemeneti bázis áramainak figyelembe vétele: Dr. Gaál József, Hálózati endszerek és Elektronika. (BMEVHA05) 0

11 Műveleti erősítők Felépítés: paraméterek: offset feszültség, bemenő áram, offset áram, meneti hiba differenciális-, közösmódsú erősítés, KME bemenő impedanciák, menő impedancia frekvencia függés, pólsok Dr. Gaál József, Hálózati endszerek és Elektronika. (BMEVHA05)

12 Műveleti erősítő modellek ideális (0 paraméteres) - differenciális bemenet: nllátor - aszimmetriks menet: norátor - paraméteres modell véges feszültség erősítés: A A 3 paraméteres modell véges feszültség erősítés: A véges bemeneti impedancia: be véges meneti impedancia: Sok paraméteres modellek aszimmetria jellemzők offset, drift, stb. frekvenciafüggés be - - A Dr. Gaál József, Hálózati endszerek és Elektronika. (BMEVHA05)

13 deális műveleti erősítős alapkapcsolások invertáló (fázisfordító) be be 0 Dr. Gaál József, Hálózati endszerek és Elektronika. (BMEVHA05) 3

14 deális műveleti erősítős alapkapcsolások nem invertáló be be be Dr. Gaál József, Hálózati endszerek és Elektronika. (BMEVHA05) 4

15 deális műveleti erősítős alapkapcsolások Kivonó Lineáris hálózat: Szperpozíció: A A be be A be be 0 A be be be be 3 4 be be Dr. Gaál József, Hálózati endszerek és Elektronika. (BMEVHA05) 5

16 deális műveleti erősítős alapkapcsolások Összeadó (és invertáló) Dr. Gaál József, Hálózati endszerek és Elektronika. (BMEVHA05) 6

17 deális műveleti erősítős alapkapcsolások ntegráló (és invertáló) be C be ( s) Z Z sc st Dr. Gaál József, Hálózati endszerek és Elektronika. (BMEVHA05) 7

18 deális műveleti erősítős alapkapcsolások Differenciáló (és invertáló) be C be Z Z ( ) s sc st Dr. Gaál József, Hálózati endszerek és Elektronika. (BMEVHA05) 8

19 Műveleti erősítők paramétereinek modellezése Egyenáramú modell a műveleti erősítő mnkapontbeállításához: off, B, off A véges közös módsú erősítés modellje: A véges bemeneti és meneti ellenállások modellje Dr. Gaál József, Hálózati endszerek és Elektronika. (BMEVHA05) 9

20 Műveleti erősítők nllpont hibája A kapcsolás egyenáramú vizsgálata, mnkapontbeállítás Figyelembe veendő paraméterek: off (bemeneti offset feszültség) B (átlagos bázis áram) off (bemeneti áram offset) más szempontból ideális Dr. Gaál József, Hálózati endszerek és Elektronika. (BMEVHA05) 0

21 Példa: bázis áram hatása Mit mondhatnk az első műveleti erősítő bemeneti bázis áramairól? Feltételek:? A B, 0,, hiba A B 3 0mV 0, 4 off ( 0) off 5 0, 6 B B off 0kΩ Modellezés áramgenerátorokkal és ideális erősítőkkel: B 4 ( ) ( ) ( ) B 3? 4 be 3 A A be B B A A B ( ) ( ) B - 0 kω B 0 kω B - 0 kω H ( B B ) 0 kω off 0mV off µ A 0kΩ Dr. Gaál József, Hálózati endszerek és Elektronika. (BMEVHA05)