Logaritmikus és exponenciális erősítők, homeelectronics

logaritmikus erősítők

Az alapot a logaritmikus erősítő jelenlegi függőségét átfolyik a p-n-csomópont félvezető eszköz, a feszültség az p-n-csomópont. A legegyszerűbb eszköz, amely egy p-n-csomópont egy félvezető dióda. amelyben az arány a átfolyó áram p-n-csomópont és a feszültség a következőképpen

ahol - az átfolyó áram a dióda,
IOBR - reverz dióda szaturációs áram,
q - elektron töltése, q ≈ 1,6 * 10 -19 Kl.
U - feszültség a dióda,
k - a Boltzmann állandó, k ≈ 1,38 * 10 -23 J / K.
T - abszolút hőmérséklete Kelvin fokokban.

Annak érdekében, hogy a kimeneti feszültség műveleti erősítő változtatható logaritmikusan, szükséges, hogy tartalmazza a dióda a visszacsatoló láncban, amint azt az alábbiakban

Logaritmikus és exponenciális erősítők, homeelectronics

Rendszer legegyszerűbb logaritmikus erősítő.

Ebben az áramköri keresztül folyó áram a dióda VD1, egyenlő a bemeneti áramkört, de ellentétes értéke, és a feszültség a dióda egyenlő UVD1 kimeneti feszültség UBbIX

Ennek következtében a kimeneti feszültség határozza meg a következő kifejezés

Ahhoz, hogy megfigyelhető logaritmikus függését a kimeneti feszültség az op amp jelenlegi bemenetet, az szükséges, hogy a bemeneti áram sokkal nagyobb, mint a fordított telítési áram a dióda, ebben az esetben a kimeneti feszültség

A fő jellemzője a logaritmikus erősítő - transzfer koefficiens aránya határozza meg a kimeneti feszültség a bemeneti feszültség változások évtizedben. Így chetyrohdekadny logaritmikus erősítő működik a változás bemeneti feszültség 1 mV 10 V

Logaritmikus erősítő egy tranzisztor az áramkör OS

A legegyszerűbb logaritmikus erősítő számos jelentős hátránnyal jár, ezért ritkán használják. További elterjedt logaritmikus erősítő a visszacsatolás, ami megér egy bipoláris tranzisztor.

A fő hátránya dióda erősítők, hogy a vezetőképességét határozza meg az elektronok és lyukak egyidejűleg. Ugyanakkor, a tranzisztor vezetőképesség meghatározása vagy lyukak, vagy elektronokat, attól függően, hogy a tranzisztor típusú (n-p-n vagy p-n-p). Ezért a hőmérséklet-függését a tranzisztor kevesebb, mint egy dióda. A függőség a kollektor árama a feszültség között az alap és tranzisztor emittere a definíció szerint a dióda

ahol IC - a kollektor árama a tranzisztor,
UBE - a feszültség között az alap és tranzisztor emittere a.

A tranzisztor fogadására a kimenet a logaritmikus jellemzők közé tartozik a két alapvető módja van: egy bázis földelt, és egy dióda-csatlakoztatott kombinálásával bázis és a kollektor terminálok a tranzisztor. Ezek a rendszerek lehetővé teszik tranzisztoros logaritmikus erősítők alábbiakban mutatjuk be

Rendszer logaritmikus erősítők a tranzisztor a visszacsatolás.

A kimeneti feszültsége a logaritmikus erősítő ilyen áramköröket határozza meg a következő kifejezés

Alkalmazása a logaritmikus erősítő tranzisztor a visszacsatolás lehetővé teszi, hogy bővítse a dinamikus üzemi tartományban az erősítő, így az erősítő egy diódát OS áramkör dinamikus tartománya mintegy három évtizedben, és az erősítő egy tranzisztorkapcsolás OS - 7 évtizedekben.

Javítása logaritmikus erősítő

A folyamat során, egy logaritmikus erősítő egy tranzisztor, kellően magas frekvenciák alá önálló gerjesztés, amelyek célja, hogy megszüntesse a párhuzamos tranzisztor vezet be korrekció kondenzátor SC. A korlátozás opamp kimeneti áram sorosan a tranzisztor működő áramkörben RS ellenállása kerül bevezetésre. Ennek eredményeként, a program formájában

A R2 ellenállás az áramkörben offset kompenzáló feszültséget az op-erősítő bemeneti és egyenlőnek kell lennie a bemeneti R1 ellenállás. Az ellenállás rs bevezetjük az áramkört, hogy korlátozzák a műveleti erősítő és a kimeneti áram a tranzisztor. Értéke, hogy a szükséges terhelési áramot, és korlátozza a maximális emitter tranzisztor árama

ahol UVYH.OU - a maximális kimeneti feszültség az op-amp,
IE.MAH - maximális emitter árama tranzisztor VT1,
IH - maximális terhelés áram kimeneti áramkör.

exponenciális erősítők

Együtt logaritmikus erősítők alkalmazunk exponenciális vagy antilogarifmicheskie erősítők. A művelet több ilyen egységet is építenek a függőség az átfolyó áram p-n-csomópont a feszültség ezt az átmenetet. A exponenciális erősítő elegendő a váltási a dióda és ellenállás áramkör egy egyszerű logaritmikus erősítőt.

Rendszer egyszerű exponenciális erősítő.

A kimeneti feszültség az áramkör lesz az exponenciális függvény a bemeneti feszültség és úgy számítjuk ki, az alábbi kifejezés

ahol IOBR - fordított dióda szaturációs áram,
q - elektron töltése, q ≈ 1,6 * 10 -19 Kl.
Ui - a feszültség a dióda,
k - a Boltzmann állandó, k ≈ 1,38 * 10 -23 J / K.
T - abszolút hőmérséklete Kelvin fokokban.

Egy egyszerű exponenciális teljesítmény ritkán használják, mivel a hátrányokat, amelyek abból adódnak, hogy a dióda részt vett mind az elektronok és lyukak. Ellentétben a diódák egy tranzisztor részt vesz, vagy elektronok vagy lyukak, vagy típusától függően tranzisztor (n-p-n vagy p-n-p tranzisztor). Ezért a használata a tranzisztorok az exponenciális erősítő növeli a termikus stabilitás.

exponenciális erősítő áramkör leggyakrabban használt, amelyben a bemeneti tranzisztort tartalmazza az áramkör egy földelt bázissal. Ez a rendszer az alábbi ábrán látható

Reakcióvázlat exponenciális erősítő tranzisztor a bemeneti áramkörben.

Ennek értéke áramkör a kimeneti feszültség kiszámítása a következő képlettel

ahol IEO - reverz telítési árama az emitter.

Mivel a tranzisztorok elég érzékeny a fordított bázis-emitter feszültség (nem haladhatja meg a 1), a bemeneti áramkör gyakran tesz egy védődiódát elleni védelem negatív bemeneti feszültségek.

Kiválasztása elemei logaritmikus és exponenciális erősítők

Műveleti erősítők logaritmikus áramkörök kell FET bemenet, mert a mennyiség bemeneti feszültségek és áramok elfogultság kell egy minimális értéket. Az exponenciális erősítők használata engedélyezett általános célú műveleti erősítő enyhe eltolódása a bemenet.

Elég gyakran, sorosan a ellenállások az erősítő áramkörök termisztorok TCS megközelítőleg egyenlő 0,3% / ᵒS, hogy kompenzálja a hőmérséklet-változásokat.