Операционный усилитель (ОУ) с коэффициентом усиления К имеет частоту единичного усиления fТ

Операционные усилители представляют собой широкий класс аналоговых микросхем, которые позволяют производить усиление аналоговых сигналов, придавать им различную форму, складывать и вычитать сигналы, производить операции дифференцирования и интегрирования, создавать источники стабильного напряжения и генераторы колебаний различной формы.
Операционный усилитель (ОУ) – это многокаскадный транзисторный усилитель, выполненный в виде микросхемы и имеющий огромный коэффициент усиления напряжения.
Каждый ОУ содержит:
входной балансный каскад;
каскад дополнительного усиления;
выходной каскад усиления мощности.
Рисунок 1 – Схема структурная операционного усилителя
Первый каскад ОУ – это дифференциальный усилитель, имеющий высокий коэффициент усиления по отношению к разности входных сигналов и низкий коэффициент усиления по отношению к одинаковым сигналам, поданным на входы одновременно (синфазным сигналом), поданные одновременно на оба входа сигналы с одинаковой фазой и амплитудой.
Дифференциальный усилитель имеет высокое полное сопротивление по отношению к любым поданным на его входы сигналам.
Входной каскад операционного усилителя является наиболее ответственным, поскольку именно им определяется величина полного входного сопротивления и в нем минимизируется чувствительность к синфазным сигналам и напряжение сдвига.
Напряжения сдвига – это небольшие по величине нежелательные сигналы, которые возникают внутри усилителя и приводят к появлению неко­торого напряжения на его выходе при нулевых напряжениях на обоих входах . Причиной их появления является неточное согласование напряжений эмиттер – база входных транзисторов.
За входным каскадом следуют один или несколько промежуточных; они обеспечивают уменьшение напряжения покоя на выходе усилителя до близкой к нулю величины и усиление по напряжению и по току.
Последовательное усиление по напряжению необходимо для получения высокого общего коэффициента усиления по напряжению, а усиление по току – для обеспечения тока, достаточного для работы оконечного каскада без того, чтобы нагрузить входной каскад.
Оконечный каскад должен обеспечивать низкое полное выходное сопротивление операционного усилителя и ток, достаточный для питания ожидаемой нагрузки.
Этот каскад должен иметь достаточно высокое полное входное сопротивление, чтобы не нагружать последний из промежуточных каскадов. В качестве оконечного каскада обычно используется простой или комплементарный эмиттерный повторитель.
Рисунок 2 – УГО операционных усилителей
ОУ характеризуются следующими характеристиками:
усилительными;
входными;
выходными;
энергетическими;
дрейфовыми;
частотными;
скоростными.
Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) – одна из важнейших характеристик ОУ, характеризует зависимость коэффициента его передачи (усиления) от частоты.
Модуль коэффициента усиления – значение коэффициента усиления, взятое по абсолютной величине (по модулю).
Предельная рабочая частота – соответствует значению частоты на АЧХ, при которой модуль коэффициента усиления становится равным единице.
Полоса пропускания определяется видом частотной характеристики ОУ, то есть зависимостью его усиления от частоты входного сигнала