Схемы с диодами и стабилитронами на основе ОУ

Рассматриваемые схемы являются нелинейными, так как содержат нелинейные элементы – диоды и стабилитроны. Однако такие схемы часто рассматривают как линейные, считая диоды и стабилитроны идеальными и заменяя открытые диоды и стабилитроны закоротками, запертые диоды и стабилитроны – разрывами, а стабилитроны, работающие в режиме пробоя, - источниками напряжения.

При использовании подобных способов линеаризации нелинейных схем основная проблема состоит в том, чтобы определить, в каком режиме работает каждый нелинейный элемент.

Для примера выполним анализ схемы на рис. 10.8, предполагая, что диоды – идеальные. Пусть вначале u_вх = 1 В. Если диод D1 открыт (заменяем его закороткой), а диод D2 – закрыт (заменим его разрывом), то получим эквивалентную схему, приведенную на рис. 10.9.

Рис. 10.8. Схема усилителя на ОУ с диодами

Рис. 10.9. Эквивалентная схема усилителя на ОУ

Из схемы на рис. 10.9 следует, что

.

Проверим правильность сделанного предположения, для чего определим ток i_D1 диода D1 и напряжение u_D2 диода D2. Используя допущение о том, что u_диф = 0, получаем u_D2 = –2 В и i_D1 = 0,2 мА. Так как напряжение на диоде D2 отрицательное, а ток через диод D1 положителен, можно утверждать, что предположение было правильным.

Пусть теперь u_вх = –1 В. Предположим, что диод D1 закрыт, а диод D2 открыт. Тогда получим эквивалентную схему, приведенную на рис. 10.10, из которой получаем

.

Рис. 10.10. Эквивалентная схема усилителя с обратной связью

Для проверки правильности сделанного предположения определим i_D2:

.

Очевидно, что u_D1 = 0. Полученные результаты позволяют утверждать, что предположение было правильным.