Читальный зал -->  Полупроводниковая схемотехнология 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 [ 56 ] 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168

Рис. 12.11. -источник тока с биполярным транзистором.

Выходной ток /2 = (l/i/Ri)[l - при

Ul > 0.

Выходное сопротивление г, = Рг(-£. в-источинк тока с полевым транзистором. Выходной ток Ji = l/i/ri при Ut > 0. Выходное сопротивлеиие т. = mori-

нечным усилением операционного усилителя. Для расчета выходного сопротивленрм источника тока на полевом транзисторе запишем следующие соотношенрм (считая, что Ul = const):

dUos -dUi,

dUas = dUa - dUs--AoRidh -

- Ridh -AoRidli.

Учитывая уравнение (5.8)

dl, = SdUcs + il/rDs)dUos,

получим формулу для оценки выходного сопротивления

г= - dUi/dIi = / os(l + AoSRi) х Md i,

(12.8)

из которой видно, что выходное сопротивление в этом случае больше в ц = = Srs ж 150 раз, чем в схеме на рис. 12.8. При тех же числовых значениях элементов схемы в рассмотренном ранее примере выходное сопротивление при использовании полевого транзистора составит около 15 ГОм. Однако из-за частотной зависимости коэффициента А это значение достигается только при частотах, меньших граничной частоты операционного усилителя /дд. При более высоких частотах коэффициент Ар становится комплексным. В этом случае выражение (12.8) для полного выходного сопротивления следует записать в комплексной форме

Z. = Ao\iRi

Как показывает сравнение с выражениями (12.6) и (12.7), полное выходное сопротивление можно представить в виде параллельно соединенных активного сопротивления

t>4

Рис. 12.12. Источник тока для больших выходных токов.

Выходной ток li = l/,/Ri при l/i > 0. Выходное сопротивление г. = yApRi.

1 -ЬЛ0>Н.4)

Hi?i. (12.9)

Рис. 12.13. Инвертирующий источник тока, управляемый напряжением, с полевым транзистором.

Выходной ток /з = - l/i/Ri при l/i < 0. Выходное сопротивление гд = AqRu

Рис. 12.14. Источник тока на полевом транзисторе с р-каналом.

Виходной тот h = - V,/Ri при l/i < 0. Выходное сопротивление г, = AnRi.

1

Рис. 12.15. Источник тока на полевом транзисторе с квази-р-каналом.

Выходной ток h = - Ui/R, при Ui <0. Выходное сопротивление г. - A[)Ri-

К = Mdi и емкости С = l/nAoRjCOj,. Для рассмотренного ранее числового примера значение выходной емкости будет равно 1 пФ. Параллельно ей подключена входная емкость полевого транзистора, составляющая несколько пикофарад.

Если требуется получить больпшй выходной ток, можно применить мощный полевой транзистор или же использовать выходной каскад по схеме Дарлингтона, который в этом случае будет состоять из маломощного полевого и мощного бипо-лярого транзисторов, как показано на схеме рис. 12.12. Параметры источника при этом не изменяются.

Схему на рис. 12.11,6 можно модифицировать, подав входное напряжение непосредственно на резистор Ri и заземлив Р-вход операционного усилителя. Такая

схема источника тока приведена на рис. 12.13. Для того чтобы полевой транзистор был открыт, входное напряжение t/j должно быть отрицательным. В отличие от схемы на рис. 12.11,6 в этом случае источник управляющего напряжения нагружен током /j.

Для того чтобы изменить направление выходного тока источника, следует заменить полевой транзистор с п-каналом на транзистор с р-каналом (рис. 12.14). Если же в распоряжении нет полевого транзистора с р-каналом, можно использовать схему, приведенную на рис. 12.15. В противоположность рассмотренным до сих пор схемам здесь нагрузка подключается к истоку транзистора. При этом выходной ток источника не изменится, так как он регулируется падением напряжения на сопротивлении Rl. Благодаря наличию отрицательной обратной связи по выходному току с уменьшением выходного тока возрастает потенциал V. Это приводит к увеличению напряжения на затворе транзистора и соответственно к уменьшению напряжения Uqs, что обеспечивает восстановление исходного тока. Выходное сопротивление этой схемы, конечно, существенно меньше, чем в предыдущих схемах.

При перегрузке источника выходное на-

Рис. 12.16. Биполярный источник тока с полевыми транзисторами.

Выходной ток /2 = -U,/2Ri.

Рис. 12.17. Биполярный источник тока с полевыми транзисторами в режиме АВ.

Выходной ток h = Ri/RiRilUi - Ui).

пряжение операционного усилителя оказывается поданным на Р-вход. В результате возникает положительная обратная связь и выходное напряжение операционного усилителя становится равньа! напряжению насыщения. Чтобы этого не было, в схему введен диод D.

Общим недостатком рассмотренных схем является то, что они обеспечивают только одно направление тока в нагрузке. Объединив схемы на рис. 12.11 и 12.14, можно получить источник тока с произвольной полярностью (рис. 12.16). В состоянии покоя для этой схемы Vpi = = 74+ и Vp2 = UV-. в этом случае

h = /ш - hi = V/4Ri + V-/4Ri =

= О при К- = -V.

При положительном входном напряжении Ul ток получает приращение, равное UJ4Ri, тогда как ток /д, уменьшается на ту же величину. При этом на выходе источника будет отрицательный выходной ток:

h= -UJlRi.

При отрицательном входном напряжении Ul ток уменьшается, а Ipi увеличивается. В этом случае выходной ток будет положительным. Граница управления током определяется тем напряжением, при котором один из полевых транзисторов будет заперт. В данном случае граничные значения Ul равны + Г * . Для того чтобы полевой транзистор был заперт, напряжение на его затворе должно превысить напряжение питания V*. Поэтому для питания операционных усилителей ОУ 1 и ОУ 2 используются напряжения Г и V~~, большие соответствующих напряжений V и V- (см. рис. 12.16).

Последняя схема отличается малой стабильностью нуля, поскольку выходной ток является разностью токов двух плеч, которые зависят от напряжения питания.

С этой точки зрения схема на рис. 12.17 оказывается более предпочтительной. Она отличается от предыдущей способом регулирования тока [12.1]. Здесь оба выходных каскада регулируются токами /з и /4, текущими в цепях питания операционного усилителя ОУ 1. Токи стоков полевых транзисторов определяются следующими выра-

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 [ 56 ] 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168

ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.

Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы.