158357. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés műveleti erősítőhöz
158357 kapcsoLási elrendezésű műveleti erősítő, amelynek Ki polaritiásváltó kimenete van, kimenő feszültsége +10 és —TOV között változhat. Az E2 erősítőnek ugyancsak pölaritásváltó kimenete van, és kimenő feszültsége az Rv elienálláson keresztül vissza van csatolva a Be bemenő kapocsra. Ha az El erősítő kimenő feszültsége p!l. + 10 V, akkor — minthogy a Be pont zárus potenciálon van — az Re = 10 kohm ellenálláson keresztül +limA áram folyik a Be pont felé. Az E2 erősítő bemenő árama az Re elilenálláson át folyó + Ima A áramához képest elhanyagolhatóan kicsi, az egyensúlyi állapotolt tiehát a Be ponton az Rv visszacsatoló ellenálláson elfolyó — ImA áram taritijia fenn. Az E2 erősítő Ki pontján föllépő kimenő feszültség éppen akkora, hogy az Rv ellenálláson az egyensúly fenntartásához szükséges — lrnA-t áthajtsa, így jön létre az E2 bemenetén az áraim összehasonlítás és így szabja meg az Rv és Re élilenállásolk aránya az E2 erősítő erősítési tényezőjét. Az El erősítő Ki kimenetén föllépő —10V feszültség esetén az Re ellenálláson — ImA, az Rv ellenálláson pedig + ImA árami folyik. Az 5.b) ábra lényegében ugyanazt az elrendezést ábrázolja, mint az 5.a) ábra, azzal a különbséggel, hogy az E3 és E4 erősítőnek a 2. ábra szerint kialakitotit Kna és Ki-b kimenő pontja van. (A Ki-b kiimenatet az E3 erősítőnél nem rajzoltuk be.) A 2. ábra 5/1 és 6/1 ellenállásai az 5ib) ábra B.ei és R C 2 ellenállásaival, a 2. ábra 5/2 és s6/2 éllenál'lláaai pedig az 5,b) ábra RV | és R 2 ellenállásaival azonosaik. Ha az E3 tarősitő Kii kimenetén + 10V feszültség van, ugyanakkor a Ki2 kimeneten OV, akkor az Rei ellenálláson a rajzolt irányú + ImA áriam folyik, minthogy, mint már előbb láttuk, az E4 erősítő Be pontjának feszültsége OV. Az Re2 ellenálláson áram nem folyik, miníthogy az E3 erősítő Ki2 kimenetén ugyancsak OV van. A könnyebb áttekinthetőség érdekében tételezzük fel, hogy Rvl és R v2 értéke ugyancsak 10 kohm, és az E4 erősítő Kii és Ki2 kimenetén a feszültség ugyancsak +10 V... 0, ill 0... — 10V lehet. Az adott esetben az E4 erősítő az E4 erősítő Kii (kimenetén 0, Ki2 kimenetén pedig — 10V feszültség lép fel, és az E4 erősítő Be pontja felől — ImA áriam folyik az Rv2 el'lenáliláson át aKi2 kimenő pontba. Az E4 erősítő Be bemenetén ugyanolyan ánamöszszehasonílítás áll fönn, minit az É2 erősítő Be bemenetién az 5.,a) iáfora alapján bemutatott esetiben. Az ellenkező polaritású jel esetére az áramok az 5.b) ábrán jól köviétlhéitők. Az erősítési tényezőt ugyanúgy az Rv és R e ellenállások aránya határozza meg, niinit az 5.a) ábra szerinti esetben, hagyományos kapcsolású erősítőknél. Az áramiösszehasonlítás természetesen nemcsak á két szélső, hanem bármely közben-10 15 20 25 20 35 40 45 50 55 60 65 ső állapotban is ugyanúgy történik, azzal a különbséggel, hogy az Re és Rv ellenállások mindegyikén folyik áram. Az <E4 erősítő a Ki-a polaritásváltó kimeneten, vagy a Kii, ill. Ki2 kimenetek bármelyikén keresztül csatlakozhat a berendezés 'következő eleméhez. Az 1. ábra szerinti végfokozattal megépített teljes műveleti erősítő látható a 3. ábrán, és összehasonlításként hagyományos kapcsolású végfokozattal megépített teljes műveleti erősítő a 4. ábrán. Utóbbinál — ha a már említett + 24V névleges értékű, 20 és 30 V között változó, stabilizálatlan tápfeszültséget és + 10V határok között változtatható kimenő feszültségeit tételezünk föl — az 1 végtranzisztor bázispoteneiáljlát is + 10V határok között kell változtatni. Ehhez ••— npn típusú végtranziszitor esetén — pnp típusú 18 tranzisztorra és !kb. + 12V stabilizált tápfeszültségre (+ stb. és — stab.) van szükség, továbbá a 11 és 12 tranzisztorokat tartalmazó szokásos hádkapcsolású előfokozat tápfeszültségének is ugyanakkorának kall lennie. A 3. ábrán látható erősítőnél — amelynek tárgyalásakoir a 16 ellenállást és 17 kondenzátort egyelőre figyelmen kívül hagyjuk — azonos tápfeszültséget és + 10V ... 0, aflil. 0 . . . — 10V között váJtoztatihatő kimenő feszültségeit föltételezve belátható, hogy a 7 tranzisztor kolldktorfeszültségét is csak + 10V és 0 között Ikölil változtatni, a 7 tranzisztor tehát az 1 végtranzisztorhoz 'hasonlóan npn típusú lehet és + 12V stabilizált tápfeszültség (+ stab. I.) és a 0 potenciál közé 'kapcsolható. Az így kapott emititerköri ellenállás nélküli erősítőfolkoziat bázisának poitencíá!lját csupán néhány tized V-al kell változtatni, ezért a 11 és il'2 tranzisztorokat tartalmazó hídikapcsolású eílőfokozat pozitív tápfeszültségét (+ stab. II.) sokkal kisebbre, pl. + 6V-ra lehet választani. Ez azért előnyös, merit ez a feszültség egyszerű Zener-diódás leosztással a már egyszer stabilizált (+ stab. I.) feszültségből fokozott stabilitással állítható elő, és a Zienier-diódék hőmérsékleti együtitihatója éppen ennél a feszültségnél a legkisebb. Miután a 3. és 4. ábra összehasonlítása állapján megvizsgáltuk a találmány szerinti teljes kapcsolási elrendezés működését, vegyük szemügyre a 3. ábrába berajzolt 16 ellenállás és 17 kondenzátor sízerepét. Legyen a 15 és 16 eüHenállás értéke azonos, akkor a Ki„ kimenet és a Be bemenet között az erősítő erősítése 1. Kiinduló állapotként tételezzük föl, hogy a Be pont feszültsége zérus, tehát a Kin porit feszültsége is zérus, a Kii ponitté pedig + ÍOV. Állandósult állapotban a 17 kondenzátornak az erősítő működéslére nines befolyása. Kapcsoljunk most pozitív feszültséget a Be pontra. Ennék hatására áram folyik a 15 ellenálláson a 11 tranzisztor bázisába, és mivel a Ki„ kimenet feszültsége egyelőre neim változott, ez az áram neim a 16 ellenálláson, hanem a 11 tranzisztor bázisán át távozik a csomó-S
