Studijní text [pdf] - Personalizace výuky prostřednictvím e-learningu

Operační zesilovače
9.3 Reálné vlastosti OZ
V technické praxi ovšem ideální OZ neexistuje. Proto je potřebný katalogový list, které tyto
odchylky proti ideálu specifikuje. V tomto základním kurzu se omezíme na výčet základních
parametrů reálného OZ:
Napěťové zesílení A: udává se pro diferenční (rozdílový) signál (při otevřené smyčce zpětné vazby),
u reálných OZ je velmi velké, podle konkrétního typu OZ mezi 10 4 až 10 7 . Zesílení 10 4 znamená, že
při rozdílovém napětí mezi vstupy 1 mV bude výstupní napětí 10000 krát větší, tedy 10 V (a naopak,
pro výstupní napětí menší jak 10 V bude diferenční napětí vždy menší jak 1 mV). Jak napěťové
zesílení vzniká je vysvětleno ve strukturách tranzistory.
Tranzitní frekvence f T : s růstem frekvence se zesílení OZ snižuje, při určité frekvenci klesne až na
hodnotu 1, tzn. OZ nezesiluje. Této frekvenci říkáme tranzitní frekvence, podle typu zesilovače je 0,1
až 1000 MHz. (je třeba si uvědomit, že při této frekvenci klesne zesílení na hodnotu 1, což už pro
použití OZ většinou nestačí, ve skutečnosti můžeme používat OZ pro frekvence o 1 nebo 2 řády nižší
než je f T – viz teorie zpětné vazby (kap. 10). Tranzitní frekvence je definována kapacitami ve struktuře
zesilovače – nejčastěji tzv. korekční kapacitou. Z modulové charakteristiky přenosu reálného OZ lze
určit, že
f T
A 0 f 1
kde A 0 je stejnosměrné zesílení OZ
f 1 je frekvence pólu přenosu OZ
Rychlost přeběhu: udává maximální rychlost změny výstupního napětí při jednotkovém skoku na
vstupu, bývá cca 0,1 až 20 V/µs. Je určena dosažitelnými proudy ve struktuře zesilovače a jejími
kapacitami – malé proudy a velké kapacity vedou k malým rychlostem přeběhu.
Napěťová nesymetrie (ofset) OZ je nežádoucí vlastnost. Způsobí, že při nulovém napětí mezi
vstupními svorkami nebude na výstupu nulové napětí. Ke kompenzaci ofsetu mají některé OZ
speciální vývody, k nimž se připojí nastavitelný rezistor (odporový trimr), jehož vhodným nastavením
se dá ofset vykompenzovat. Bohužel ofset není konstantní, mění se s teplotou a také vlivem stárnutí.
Na obr. 9.1 je příčinou napěťové nesymetrie nestejnost vstupních bipolárních tranzistorů (T 1 a T 2 ) –
při stejných kolektorových proudech se poněkud liší bázová napětí.
Vstupní klidový proud OZ je nežádoucí vlastnost. Je to vstupní proud do bází tranzistorů T 1 a T 2 na
obr. 9.1.
Proudová nesymetrie (ofset) OZ je nežádoucí vlastnost. Příčinou je nestejnost vstupních bipolárních
tranzistorů (T 1 a T 2 ) – různé bázové proudy (proudové zesilovací činitele) při stejných kolektorových
proudech.
Tyto parametry si absolventi mohou prakticky změřit v rámci problémových úloh v laboratořích
v navazujícím předmětu Praktika z elektronických obvodů (PEO).
V katalogu jsou uváděny další parametry OZ, které však již přesahují rámec tohoto kurzu. Jejich
význam je popisován v odborné literatuře zabývající se operačními zesilovači.
207