A műveleti erősítő felépítése

2015.10.19 19:56

Az elektronikai iparnak az 1960-as években történt nagy iramú fejlődése létrehozta a mikroelektronikát és ezen belül az integrált áramköri technikát is. Az integrált áramkör ( angolul: Integrated Circuit, röviden IC) fő jellemzője, hogy itt az aktív és passzív áramköri elemek egy-egy csoportját és az ezeket egybefoglaló összekötéseket egyidejűleg, azonos gyártástechnológiával hozzák létre, ellentétben az egyedi (diszkrét) alkotórészekből felépített áramkörökkel, amelyeknél külön végezték el az alkatrészek gyártását és összeszerelését.

A műveleti erősítők különleges tulajdonságokkal rendelkeznek, bonyolult felépítésűek és sokoldalúan felhasználható egyenáramú erősítők. Az elnevezés onnan ered, hogy eredetileg a szabályozástechnika és az analóg számítógépek megoldandó feladataihoz készültek diszkrét, majd integrált formában.
A megfelelően alacsony áruk lehetővé tette a műveleti erősítők széleskörű használatát és a felhasználási területek bővülését. Így felhasználási területük kiterjed az elektronika, híradástechnika, mérés- és irányítástechnika területeire

Felépítésük (blokkséma):

 

Az első fokozatról bővebben: Diferenciálerősítő

A második fokozat a Fázisösszegző:

 

A kapcsolás feladata, hogy a diferenciálerősítő kimenetén megkapott szimmetrikus jelből felhasználható 

aszimmetrikus jelet állítson elő.

 

 

 

 

 

 

 A T1 és a T2 tranzisztorokkal megvalósított diferenciálerősítő szimmetrikus jelét a T3 tranzisztor mint fázisösszegző csatolja ki. A kapcsolás hátránya, hogy az első fokozat erősítésének csak a felét használjuk fel.

 

 

 

 

 

 

 

A műveleti erősítők fontos elemei a különböző áramgenerátoros kapcsolások. Az áramgenerátorok képesek állandó áramot biztosítani egy munkapontbeállító, vagy egy terhelő ellenálláson.

Az első megoldás egy áram visszacsatolt tranzisztoros kapcsolás:

Az első ábra az elvi megvalósítást mutatja be, a második feszültségosztóval, a harmadik Zener - diódával  megvalósított és stabilizált áram - visszacsatolást mutat.

A fenti kapcsolások nagy előnye, hogy egyszerűek, hátrányuk az erőteljes hőmérsékletfüggésük.

A hőmérsékletfüggést lehet csökkenteni a báziskörbe kötött nyitóirányú diódával.

Ha a D dióda helyett tranzisztort használunk, a kompenzálás pontosabb lesz, és a mikroáramkör technológiai kialakítása is egységesebb lesz. Szintén technológiai problémák vezettek a harmadik változat kialakításához. A nagy értékű munkapontbeállító ellenállások nagy helyet foglalnak, ezért célszerűbb FET-ekkel kialakított aktív munkaellenállásokkal helyettesíteni őket.

A kapcsolások érdekessége, hogy az IREF áramok jó közelítéssel megegyeznek It-vel. Ezért ezeket a kapcsolásokat áramtükröknek nevezzük.

 

A műveleti erősítőkben a leggyakrabban AB - osztályú emiterkövető komplementer erősítőfokozatot használnak kimenetként.

Ezzel egy műveleti erősítő elvi felépítése: