Загальних відомостей

Операційним підсилювачем (ОУ) прийнято називати інтегральний підсилювач постійного струму з диференціальним входом і двотактним виходом, призначений для роботи з ланцюгами зворотних зв'язків. Назва підсилювача обумовлена первинною областю його застосування - виконанням різних операцій над аналоговими сигналами (складання, віднімання, інтеграція і ін.). В даний час ОУ виконують роль багатофункціональних вузлів при реалізації різноманітних пристроїв електроніки різного призначення. Вони застосовуються для посилення, обмеження, перемножування, частотної фільтрації, генерації, стабілізації і так далі сигналів в пристроях безперервної і імпульсної дії.

Необхідно відзначити, що сучасні монолітні ОУ по своїх розмірах і ціні трохи відрізняються від окремих дискретних елементів, наприклад, транзисторів. Тому виконання різних пристроїв на ОУ часто здійснюється значно простішим, ніж на дискретних елементах або на підсилювальних ІМС.

Ідеальний ОУ має нескінченно великий коефіцієнт посилення по напрузі ( ), нескінченний великий вхідний опір, нескінченний малий вихідний опір, нескінченно великий КОСС і нескінченно широку смугу робочих частот. Природно, що на практиці жодне з цих властивостей не може бути здійснене повністю, проте до них можна наблизитися в достатній для багатьох областей мірі.

На малюнку 6.1 приведено два варіанти умовних позначень ОУ - спрощений (а) і з додатковими виводами для підключення ланцюгів живлення і ланцюгів частотної корекції (б).

На основі вимог до характеристик ідеального ОУ можна синтезувати його внутрішню структуру, представлену на малюнку 6.2.

Спрощена електрична схема простого ОУ, що реалізовує структурну схему малюнка 6.2, показана на малюнку 6.3.

Данная схема содержит входной ДУ ( и ) с токовым зеркалом ( и ), промежуточные каскады с ОК ( ) и с ОЭ ( ), и выходной токовый бустер на транзисторах и . ОУ может содержать цепи частотной коррекции ( ), цепи питания и термостабилизации ( , и др.), ИСТ и т.д. Двухполярное питание позволяет осуществить гальваническую связь между каскадами ОУ и нулевые потенциалы на его входах и выходе в отсутствии сигнала. С целью получения высокого входного сопротивления входной ДУ может быть выполнен на ПТ. Следует отметить большое разнообразие схемных решений ОУ, однако основные принципы их построения достаточно полно иллюстрирует рисунок 6.3.