Интернет-журнал "Домашняя лаборатория", 2008 №6

Коэффициент стабилизации выходных токов схемы на рис. 2.36 прямо пропорционально зависит от коэффициента усиления ОУ без ОС. С помощью ОУ стабилизируется напряжения в эмиттере транзистора VT1. Ток I₁ зависит от напряжения на неинвертирующем входе ОУ, от сопротивления резистора R3; I₁ = ER₂/(R₁ + R₂)∙R₃

Поскольку падение напряжения на переходе база — эмиттер у однотипных транзисторов мало отличаются (практически не отличаются), то ток I₂ будет обладать стабильностью, аналогичной стабильности тока I₁. Ток определяется выражением I₂ = ER₂/(R₁ + R₂)∙R₄. Выходные токи связаны между собой зависимостью I₂ = I₁

(R₃/R₄).

9. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ «НАПРЯЖЕНИЕ-ТОК»

Мощный преобразователь «напряжение — ток».

В схеме преобразователя на рис. 2.37 коллекторный ток транзистора VT4 определяется выражением I_k = U₃/R. Этот ток создает падение напряжения на переходе коллектор — эмиттер транзистора VTL.

Поскольку транзисторы VT1 и VT2 одного типа, то на втором транзисторе будет аналогичное напряжение. Это напряжение вызвано током, протекающим через транзистор VT3. Максимальный выходной ток определяется допустимой мощностью рассеивания транзистора VT3. Для токов свыше 5 мА линейность преобразования выше 1 %. Для стабилизации работы ОУ необходимо между выводами 5 и 6 подключить конденсатор С = 56 пФ, а между выходами 1 и 8 — последовательно включенные резистор R = 1,5 кОм и конденсатор С = 300 пФ.

Двухполярный источник тока.

Схема преобразования источника напряжения в двухполярный источник тока (рис. 2.38) построена на основе генератора тока, выполненного на полевом транзисторе. Независимо от полярности входного напряжения на сток транзистора подается минус по отношению к истоку. Он всегда находится в нормальном режиме включения. Это достигается диодной мостовой схемой. Транзистор начинает проводить при входном напряжении больше 1,4 В. Режим стабилизации тока происходит при U > 6 В.

В устройстве вместо диодов КД503 можно применить интегральную микросхему КЦ403, а для выходного тока более 100 мА — К142НД5 при соответствующей замене полевого транзистора на КП903В.

Преобразователь «напряжение-ток».

Преобразование напряжения в ток осуществляется на выходе ОУ DA1 (рис. 2.39). Две последующие интегральные микросхемы осуществляют контроль выходного тока. Микросхема DA2 является повторителем, а на выходе интегральной микросхемы DA3 устанавливается напряжение, равное падению напряжения на резисторе R3. Это напряжение подается на вход ОУ DA1, где оно сравнивается с входным напряжением. Крутизна передаточной характеристики равна 0,5 мА/В. При этом нелинейность характеристики не хуже 0,05 % при сопротивлении нагрузки меньше 1 кОм. Выходной ток регулируется в пределах от — 5 до +5 мА. Температурная нестабильность выходного тока 0,01 мкА/град. Выходное сопротивление более 5 кОм.

Двухполярный преобразователь «напряжение-ток».

Основные параметры схемы на рис. 2.40 описываются выражением

где I_н— ток, протекающий на выходе схемы; U₂ — напряжение на выходе интегральной микросхемы DA1. Если сопротивления резисторов выбраны таким образом, что R₁/(R₁ + R₂) = R₃/(R₃

+ R₄), то I_н = U_вx/R₅. В зависимости от знака входного напряжения выходной ток может иметь как положительную, так и отрицательную полярность.

Преобразователь «ток-напряжение».

Преобразователь (рис. 2.41) построен на принципе усилении напряжения, которое образуется на низкоомном сопротивлении от протекающего входного тока U_вых = К∙I_вх. Коэффициент преобразования схемы К = R₆(R3/R4). Для настройки ОУ при I_вх = 0 служит резистор R2.

В схеме рис. 2.41,а часть входного тока ответвляется в цепь R₁ + R₃. В схеме рис. 2.41,б потери входного тока отсутствуют. Здесь можно увеличить коэффициент преобразования до 100, уменьшить сопротивление резистора R4 и увеличить R5.

10. КАСКОДНОЕ ВКЛЮЧЕНИЕ

Управляемый делитель на транзисторах.

Делитель напряжения (рис. 2.42) построен на двух транзисторах, у которых используются сопротивления перехода эмиттер — база. Эти сопротивления меняются в зависимости от протекающего через них тока. Зависимость ослабления выходного сигнала от управляющего тока показана на рис. 2.42,б. При управляющих токах около 1 мкА ослабление сигнала может достигать 10³ раз.

Каскодное включение полевого и биполярного транзисторов.

Приведенные на рис. 2.43 схемы включения имеют большое входное сопротивление. Коэффициент передачи определяется структурной схемой. Он зависит от h_21э = h_21б∙(1 — h_21б) — коэффициента передачи биполярного транзистора и от s — крутизны полевого транзистора. На рис. 2.43,а устройство имеет коэффициент передачи

ГЛАВА 4

УСИЛИТЕЛИ