Операционный микроэлектронный усилитель
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
?я нуля (2.36), средний входной ток (2.37), разность входных токов (2.38), температурный дрейф разности входных токов (2.39), принимая относительное рассогласование коэффициентов передачи тока транзисторов Т2* и Т6* в пределах от 5 до 15 процентов, а температурный дрейф этого рассогласования примерно 1 процент:
8.В завершение расчета элементов схемы ДУ определяют номинал резистора по формуле (2.40):
2.4Расчет формирователя амплитуды
1.Первоначально по формуле (2.41) при ранее выбранной величине резистора определяют номинал резистора , удовлетворяющий требованиям согласования по постоянному току уровней напряжений, действующих в статическом режиме на выходе ДУ и входе ФА, а затем - номинал резистора (2.43), используя коэффициент (2.42), входные сопротивления транзисторов , соответственно (2.44) и (2.45), с помощью которых находят эквивалентное сопротивление нагрузки , (2.46) входное сопротивление (2.47) и коэффициент передачи (2.48) повторителя на транзисторе :
2.Полученное значение , обратно пропорциональное входной проводимости , подставляют в формулу (2.33) и тем самым завершают количественное определение коэффициента передачи дифференциального сигнала ДУ:
3.Определяют выходное сопротивление повторителя на транзисторе (2.51), с помощью которого и выходной проводимости (2.52) транзистора T15 находят выходную проводимость (2.53) эквивалентной ТС на транзисторе Т15 и резисторе , а затем - крутизну (2.54) последней и выходную проводимость (2.55) транзистора Т`14:
4.На основании полученных в предыдущем пункте данных с учетом входной проводимости ЭП определяют коэффициент передачи второго каскада, а также находят коэффициент передачи формирователя амплитуды в целом:
5.Определяют выходное сопротивление формирователя амплитуды (2.59), значение которого подставляют в формулу (2.16) и заканчивают этим выполнение п. 7 подраздела 2.2, связанного с определением выходного сопротивления (2.17) ЭП:
6.Сравнивают полученный путем перемножения коэффициентов передачи ДУ для дифференциального сигнала, формирователя амплитуды и ЭП . Результирующий коэффициент передачи ОУ (2.62) сравнивают с заданным с учетом производственного запаса:
Как видно из полученных данных, больше , откуда следует, что заданный коэффициент передачи ОУ успешно достигнут с производственным запасом примерно в раза.
3.Расчет параметров амплитудно-частотной и фазочастотной характеристик и элементов их коррекции
усилитель дифференциальный микроэлектронный
1.Задаваясь номинальными значениями коллекторной емкости и емкости коллектор-подложка всех участвующих в формировании АЧХ транзисторов в пределах от 1 до 3 , а емкости база-эмиттер - в интервале от 10 до 30 пФ, рассчитывают входные динамические емкости повторителя на транзисторе Т13 (2.63) и формирователя амплитуды (2.64) и находят емкость (2.65) и активную проводимость (2.66), на основании которых определяют частоту среза (2.67):
;
;
2.Используя расчетную величину выходного сопротивления первого каскада и определяя входное сопротивление второго каскада (2.68) формирователя амплитуды, рассчитывают емкость (2.69) и активную проводимость (2.70) эквивалентной схемы формирователя амплитуды и находят его частоту среза (2.71):
3.С помощью найденных частот среза и и коэффициентов передачи рассчитывают частоты (2.72) и (2.73) и строят в двойном логарифмическом масштабе АЧХ и в полулогарифмическом масштабе ФЧХ ДУ и формирователя амплитуды, а затем частоту единичного усиления (2.74), АЧХ и ФЧХ ОУ в целом:
Формулы для построения АЧХ и ФЧХ. Графики приведены в приложении:
4.Определяют частоту среза (2.79) оптимально скорректированной АЧХ, удовлетворяющей требованиям устойчивой работы ОУ с цепью ООС произвольной глубины, на основании которой с использованием эквивалентной активной проводимости (2.66) рассчитывают эквивалентную емкость коррекции (2.80):
5.По полученной эквивалентной емкости коррекции (2.80) и коэффициенту передачи формирователя амплитуды производят расчет емкости корректирующего конденсатора (2.81), на основании которого и величины тока ДУ оценивают скорость нарастания выходного напряжения (2.82) ОУ:
6.В заключение строят нормированную оптимально скорректированную АЧХ (2.83) ОУ и его результирующую ФЧХ (2.84):
Заключение
В данной работе был произведен расчет принципиальной схемы операционного усилителя на примере усилителя К14ОУД7. Рассчитанная схема обладает приемлемыми характеристиками с небольшим производственным запасом и вполне пригодна для последующего интегрального исполнения, особенности которого были учтены в рамках настоящего курсового проекта.
Особенностью спроектированного усилителя является то, что для коррекции АЧХ и обеспечения устойчивой работы операционного усилителя применен один конденсатор небольшой емкости, который можно выполнить на подложке интегральной схемы. В курсовой работе разработана принципиальная схема операционного усилителя.