Overzicht vijfde college SVR “operationele versterkers (OpAmps)”

Presentatie over: "Overzicht vijfde college SVR “operationele versterkers (OpAmps)”"— Transcript van de presentatie:

1 Overzicht vijfde college SVR “operationele versterkers (OpAmps)”
Samenvatting transistoreigenschappen Bipolair, JFET & MOSFET Van transistor naar OpAmp (operationele versterker) Wat kun je met OpAmps? Karakteristieken van OpAmps Simpele schakelingen met OpAmps (als buffer & versterker) Niet-lineaire bewerkingen met OpAmps Opwekken van periodieke signalen

2 Bipolaire transistor Het geheim van de bipolaire transistor:
dunne basislaag ( m) doorschietende ladingsdragers Karakteristiek: - UBE stuurt IC - UBE  0.6V ; IB = IC /  Regtien-10.1

3 Vervangingsschema transistor
Gebruik als spannings-stroom omzetter Vraag: Wat is de relatie tussen IC en Ui ? Regtien-10.5 & 10.6

4 Transistor als spanningsversterker
Instelling werkpunt is heel belangrijk !! Differentiële versterking rond werkpunt UB(t) = UB,0 + ui sin(t) UC(t) = UC,0 + uo sin(t+) A = uo/ui Regtien 10.10

5 Veldeffecttransistor (JFET & MOSFET)
Het geheim van de FET: geleidend kanaal dichtknijpen (pinch-off) Karakteristiek: - UGS <0 stuurt ID  IS - IG  0 (Rin > 10 G)

6 FET als spanningsversterker
Vraag: Wat is de (voltage-) overdracht van ui naar uo Regtien-11.7

7 Verschilversterker symmetrische schakeling om driftproblemen
te vermijden (dUBE/dT  2 mV/K) stroombron Regtien-10.14

8 Operationele versterker bevat vele transistoren
= OpAmp bevat typisch 12 transistoren !!

9 Details of practical OpAmp
Balancing potmeter LOTS OF SYMMETRY ! +V FETs at input - input + input Darlington for higher gain -V

10 Darlington schakeling
Twee transistoren achter elkaar geschakkeld: grotere versterking kleinere ingangsweerstand

11 Uitvoeringen van OpAmps
Regtien-12.1

12 Eigenschappen van ideale OpAmp
De ideale OpAmp heeft als eigenschappen: zeer grote (open lus) versterking (A = Uo/ U => ) U  0 zeer hoge ingangsimpedantie (Rin => ) => alle stroom wordt “omgeleid” Regtien-12.2

13 Inverterende spanningsversterker
Vraag: Wat is de relatie tussen U0 en Ui in deze schakelingen ? Regtien-12.3

14 Vragen over OpAmps Vraag 1: Hoeveel stroom kan een OpAmp leveren?
Geld de wet van Kirchhoff nog? Vraag 2: Is het essentieel dat we soms de - en soms de + ingang van de OpAmp gebruiken? Vraag 3: ...

15 Schmitt trigger Forward-coupled amplifier Wat zou dit circuit doen ?
Regtien 14.12

16 Niet-inverterende spanningsversterker
Buffer (versterking 1) Niet-inverterende versterking Wat is de versterkingsfactor ? Regtien-12.4

17 De niet-ideale OpAmp Eindige versterking A
Imperfecte balans (eindige CMRR) Offsetspanning Uoff & Bias stroom Ibias Regtien-12.7

18 Specificaties van OpAmps
Regtien-tabel 12.1

19 Waarom is dit een goede verschilversterker ?
Regtien-12.5

20 Snelheidsbegrenzing aan versterking
Regtien 12.9

21 Integreren met OpAmp Wat is het (wiskundige) verband tussen u0 en ui ?
Regtien 13.2

22 Waarom simpele integrator niet werkt
Welke problemen verwacht je met Uoff en Ibias ? Regtien 13.3

23 Een integrator die wel werkt
Regtien 13.4

24 Differentiëren met OpAmp
- Hoe werkt de schakeling ? - Welke problemen verwacht je met Uoff en Ibias ? Regtien 13.6a

25 Effect van Uoff en Ibias op differentiatie
Weinig problemen: Uo = Uoff - R Ibias Regtien 13.6b

26 Differentiëren in de praktijk
Beperkt het Frequentiegebied Van de differentiatie Minder (hoogfrequente) ruis Regtien 13.7

27 Niet-lineaire bewerkingen met OpAmp
Wat doet deze schakeling ? Regtien 14.1

28 Schema van exponentiële omzetter
Regtien 14.3

29 Vermenigvuldigen & Delen met exponentiële omzetters
Wat is het verband tussen U0,4 en Ui,1, Ui,2, en Ui,3 ? Regtien 14.5

30 Truc om van vermenigvuldiger een deler te maken
Regtien 14.6

31 Opwekken van periodieke signalen (1)
Regtien 16.3 & 16.4a

32 Opwekken van periodieke signalen (2)
Waarom kunnen er in dit netwerk oscillaties ontstaan ? Regtien 16.5

33 Opwekken van periodieke signalen (3)
Schmitt-trigger & Inverting amplifier & Integrator Wat zou dit circuit doen ? Regtien 16.11

34 Samenvatting SVR5 Samenvatting transistoren: bipolair, JFET, MOSFET
Van transistor naar operationele versterker (OpAmp) Niet ideaal gedrag: Uoff en Ibias Schakelingen met OpAmps Optellen & aftrekken ; Integreren & Differentiëren Logaritmische & Exponentiële omzetters (met diodes) Vermenigvuldigen & Delen Opwekking periodieke signalen ZELFSTUDIE: Regtien Hoofdstuk 12, 13, 14, 16