Клеммные колодки Keen Side

Операционный усилитель на трех дискретных транзисторах

Операционный усилитель (ОУ) с коэффициентом усиления более миллиона можно собрать всего на трех транзисторах (Рисунок 1). Выход усилителя смещен примерно на половину напряжения питания за счет суммы падений напряжения на стабилитроне D1 (3.3 В), переходе база-эмиттер транзистора Q1 (0.6 В) и сопротивлении резистора обратной связи R2 (1 В).

Операционный усилитель на трех дискретных транзисторах
Рисунок 1. Коэффициент усиления этого связанного по переменному току ОУ без обратной связи равен миллиону. Резисторами R1 и R2 установлен коэффициент усиления равный −10.

Резистор R3 и конденсатор C1 образуют цепь частотной коррекции, предотвращающую самовозбуждение схемы. Соотношение сопротивлений R2 и R1 определяет коэффициент усиления в инвертирующем включении, в нашем примере равный −10.

С помощью внешних элементов можно превратить ОУ в активный фильтр или генератор. Усилитель способен отдавать то в нагрузку до 1 кОм. Отклик на входной меандр остается вполне приличным до частоты 10 кГц. На частоте 50 кГц усиление падает на 3 дБ. Нижняя граница полосы пропускания определяется входным и выходным конденсаторами C2 и C3. При номиналах, показанных на Рисунке 1, она будет равна 50 Гц. Полосу пропускания усилителя можно расширить, если воспользоваться более высокочастотными транзисторами и смонтировать компоненты на грамотно спроектированной печатной плате.

EDN

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Build an Op Amp with Three Discrete Transistors

ТМ Электроникс. Электронные компоненты и приборы. Скидки, кэшбэк и бесплатная доставка
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя
Фрагменты обсуждения (только последние 20 сообщений):Полный вариант обсуждения »
  • Действительно, ОУ его назвать нельзя, тем более ОУ предполагает усиление по постоянному току. Неточная формулировка в тексте "Усилитель способен отдавать то(к) в нагрузку до 1 кОм". Лучше всё же указать величину тока.
  • Ни смысл статьи, ни смысл комментариев не понятен. Привлечь блондинок?
  • Абсолютно согласен с первым комментарием, ОУ - это прежде всего дифференциальный вход!
  • И интегральное исполнение, когда с температурой все дрейфуют одинаково. Собирать такое на рассыпухе и ставить в термостат ... Можно, но зачем ? Не лучше ли за это время освоить применение настоящих ОУ ?
  • ОУ можно собрать и на дискретных дифф. парах. А есть не двойные дифф. пары а счетверенные, и полностью имеют одинаковые параметры. Есть и на биполярных и полевых. Кроме того кристалл у них хорошо компенсирует температурную зависимость. А есть ещё и сборки с дифф. каскадами и каскадами токовых зеркал. И работают они стабильнее ОУ на одном кристалле. Это все давно было сделано как в нашей схемотехнике и в импортной. Особенно в измерительных приборах это применяется.
  • Например есть схема функционального усилителя. Усиливает по входу на дифф. паре любую форму сигнала. Полностью на дискретке. Большой диапазон по частоте. На ОУ этого просто не сделать. Применяется в измер. схемах и в схемах на выходе в функциональных генераторах, где один выход для любых форм сигналов. Например с генератора сделанного на МК. Там один выход и один такой функциональный усилитель.
  • Вроде получается, если убрать цепи стабилитрона, то усилитель может работать от питания 0,6В и выше.
  • Надо попробовать в мультисиме 14.1 эту схему погонять. Потом как пишет автор с заменой на вч транзисторами. Что можно выжать из нее интересно.
  • НА 10 кгц на родной эл. базе. Вход 30 мв по синусу. Вых. сопротивление 1 ком.
  • На 50 кгц. Хотел файл мс загрузить он большой пишет. 2.11 мб всего и загрузка не идет. Как понимать ?
  • Сработали ограничения на объем файла, как раз около 2 Мб, в зависимости от расширения. Заархивируйте, лучше в zip.
  • [b]Admin[/b], Понял. Спасибо. И вот на 20 кгц его КНИ. Результат плачевный Вообщем конечно можно попробовать другие транзисторы. Конечно не треугольник и тем более прямоугольный сигнал он не усиливает а сильно искажает. Особенно прямоугольник на вершинах сигнала идет возбуждение. Только по синусу он работает с этой базой до 20 кгц.
  • Так что вывод. Эта схема не альтернатива усилителя на ОУ. Что бы собрать нормальный усилитель без ОУ нужны дифф. пары транзисторов на входе. Вот схема усилителя на пяти транзисторах. Два из них это дифф. пара. Они по параметрам подбираются идеально в железе. Или ставиться дифф. пара в одном корпусе. Схема конечно сложней. Но то что она делает не собрать даже на ОУ. Разрабатывалась недавно для сигналов с внешних цапов от МК. На МК делалась программа функционального генератора с семью сигналами разных форм.
  • Aleksandr52 А можно вашей программой проверить работоспособность сего усилителя от питания 0,6в (без цепей стабилитрона)?
  • Можно конечно. Да я его удалил за недабностью. Не чего из него не выжмите. Я такие усилители не держу. Если хотите простой усилок, то можно собрать много проще например на полевом транзисторе, с большей частотой вплоть до FM диапазона и небольшим напряжением питания. Завтра покажу.
  • [b]-Mike-[/b], Вытащил из корзины удаленный файл для вас поставил 1в питание и эмм. без стабилитрона. Усиление нет фактически. Кроме того программа минуты две вытаскивала это усиление. Она же считает схему.
  • А как вы думаете на кремниевых транзисторах падение напряжение где то от 0.6- 0.8 в. А на транзисторах средней и большой мощности может быть и больше 1в. Схема при питании 0.6в работать не будет.
  • Спасибо за проверку. 1. Я думаю, для 50кГц при 9В у вас усиление =4, при 1В же усиление и должно быть ещё меньше из-за меньших токов и меньшего усиления каждого из транзисторов. Это можно компенсировать, если задать R1=0, то общее усиление должно увеличиться. 2. Т.к. общее усиление не зашкаливает, то смысла в корректирующей цепочке R3 C2 нет - её можно убрать.
  • [b]-Mike-[/b], Вы конечно можете в железе поиграть этой схемой. Я как то смысла не вижу во всех этих наворотах автора схемы. Можно конечно и вч транз. поставить. Есть же схемы проще этих усилителей. Вот например как работает ус всего на одном высоковольтном полевом транзисторе КП709А. Вход 10мв на всех. Тут я вывел три частотки 1.10. 100кгц и четвертый это по прямоугольнику на 100кгц - при этом на генераторе выход поднят от 0-10мв. Выход через емкость двуполярный . Стоят щупы тока схемы. вых. напряжения, тепловой мощности корпуса транзистора и прибор измеритель нелинейных искажений. Данные этого советского полевика в архиве.
  • D1 надо шунтировать конденсатором а то как на схеме он дает шумовую составляющую которая будет усилена в миллион раз.
Полный вариант обсуждения »