Конструктивное исполнение

Типовая цоколёвка операционных усилителей с различными корпусами представлена на рис. 37. Подобные схемы включения имеют большинство операционных усилителей многих производителей.

Рис. 37. Типовая цоколёвка операционного усилителя (вид сверху)

1 – вывод балансировки, 2 – инвертирующий вход, 3 – неинвертирующий вход,

4 – отрицательное напряжение питания, 5 – вывод балансировки, 6 – выход,

7 – положительное напряжение питания, 8 – свободный выход

9. Схема неинвертирующего усилителя на ОУ
и её особенности

Если в качестве цепи обратной связи использовать простейший делитель напряжения и производить операцию вычитания напряжений с помощью дифференциальных входов операционного усилителя, то получится изображенная на рис. 38 базовая схема охваченного обратной связью неинвертирующего усилителя. Коэффициент обратной связи = .

Рис. 38. Схема неинвертирующего усилителя

При допущении идеальности характеристик операционного усилителя коэффициент усиления определяется формулой [2]

(9.1)

Важным особым случаем неинвертирующего усилителя является схема, в которой , т.е. и .Схема такого усилителя изображена
на рис. 39. Из формулы (9.1) получаем коэффициент усиления для этой схемы, равный 1. Подобная схема включения операционного усилителя называется повторителем напряжения.

Рис. 39. Схема повторителя напряжения

Данная схема широко используется в качестве преобразователя сопротивления. Существенным преимуществом такой схемы является то, что разница между выходным и входным напряжениями составляет всего несколько милливольт.

Влияние напряжения смещения может быть исследовано по схеме замещения, представленной на рис. 40.

Рис. 40. Схема замещения с учетом влияния напряжения смещения

Видно, что в схеме на рис. 40 напряжение смещения оказывается приложенным последовательно с входным напряжением. Таким образом, как и входное напряжение, оно будет усиливаться в А раз.

Благодаря наличию отрицательной обратной связи входное сопротивление схемы возрастает. Анализируя работу схемы, можно определить, что входное сопротивление неинвертирующего усилителя приблизительно равно входному сопротивлению для синфазного сигнала (рис. 36) [2].

Эта величина даже для операционных усилителей с биполярными транзисторами на входах превышает 10⁹ Ом.

Выходное сопротивление схемы из-за наличия отрицательной обратной связи уменьшается. Так, если выходное сопротивление операционного усилителя, не охваченного обратной связью, равно (для реальных ОУ эта величина лежит в пределах от нескольких сотен Ом до нескольких кОм), то при наличии обратной связи его величина составит [2]

.

При величине коэффициента усиления ОУ = 10⁵…10⁷ выходное сопротивление реальных схем имеет величину от нескольких десятых до нескольких сотых долей Ом.