2020-01-14
168
Наиболее частыми опасными случайностями, которые происходят с операционным усилителем, являются короткие замыкания его выхода на землю или на шину питания. Такое замыкание вызывает перегрузку как токового бустера, так и предшествующего ему каскада усиления. Отсюда следует необходимость внутреннего ограничения тока короткого замыкания на выходе ОУ.
Токоограничивающие резисторы R1, R2, R3показанные на схеме рис.19а,уменьшают размах выходного напряжения и по этой причине не используются в новых схемных разработках.
Более эффективное ограничение возможно при замене ограничительного резистора нелинейным устройством, как показано на рис.19б. При малых выходных токах величина напряжения, падающего на резисторах R1, R2, также мала. Диоды VD1-VD4 не проводят ток, а транзисторы VT3, VT4,получающие смещение от общего резистора R3,открыты. При коротком замыкании выхода или перегрузке положительной полярности напряжение на базе транзистора VT3ограничено диодами VD1, VD2 и транзистор VT3закрывается; а VT1открывается. Тоже самое происходит и при отрицательном возбуждении. Справа на схеме б)показана возможная замена диодов транзисторами. Шунтирующие конденсаторы препятствуют увеличению входной емкости токового бустера за счет эффекта Миллера.
|
|
|
На рис.19епоказаны различные модификации ограничения выходного тока в эмиттерной цепи. В первом случае применена пара включенных встречно-параллельно диодов VD3, VD4. В отсутствие нагрузки падение напряжения на этих диодах практически отсутствует, и они не проводят ток. Выходной ток положительной полярности вызывает падение напряжения на резисторе R1 которое смещает диод VD3 в прямом, а VD4 в обратном направлении. При чрезмерно большой нагрузке выхода диоды VD1 и VD3 пропускают ток I прямо на выход, в обход базы транзистора VT1.
Выходной ток короткого замыкания отрицательной полярности ограничивается аналогичным образом. Однако при этой полярности точка короткою замыкания выхода через диоды VD4, VD2оказывается соединенной с коллектором транзистора T,который нагружает входные цепи. Полная схема защиты от короткого замыкания включает малое сопротивление R4 и транзистор VT4
При подключении ограничивающих диодов VD3, VD4 номинальный ток выхода возрастает в два раза без уменьшения эмиттерных резисторов R.
В третьем случае ограничивающие диоды заменены транзисторами VT3, VT4.
Схема на рис.19г представляет собой комбинацию предыдущих. Ток выхода положительной полярности ограничивается действием транзистора VT3 и резистора R3,а отрицательной полярности за счет прямосмещенного коллекторного перехода транзистора VT3,диодов VD1, VD2 и резистора R.Отрицательная обратная связь, осуществляемая резистором R4,устраняется за счет следящей обратной связи, подаваемой на токовый инвертор входного каскада с эмиттера выходного транзистора VT.
|
|
|
На рис.19д этот резистор обратной связи исключен, и ток транзисторов VT2 и VТограничен контуром ОС через резистор R4 н транзистор VT4; устойчивость этого контура довольно мала. Несколько поправить положение может уменьшение коэффициента передачи контура за счет введения диода VT5.
Крутой и температурно-стабильный перегиб характеристики ограничения присущ схеме на рис.19ж.
 |
а) б)
 |
в)
Рис.19
г) д)
е) ж)
Рис.19
