Khuếch đại thuật toán lý tưởng pot

Khuếch đại thuật toán lý tưởng Nguyễn Quốc Cường – 3I Giới thiệu Các giả thiết cho op amp lý tưởng Các giả thiết cho op amp lý tưởng K0 = ∞ Ri = ∞ RO = V+ V + K0Vd _ Vd = I+ = I_= Vo = K0Vd Vo o Vd V _ Model op-amp lý tư ng c tính truy n i c a op-amp lý tư ng Mạch khuếch đại không đảo I+ = I− = → V− = Vo R2 R1 + R V+ = V− = Vi Vo Vi = R2 R1 + R V+ + Vi V_ _ Vo R1 R2 Vo R1 + R R1 = =1+ Vi R2 R2 Zi = ∞ Khu ch i không o Mạch khuếch đại đảo Vi − V− Vo − V− I − = → I1 + I = = + R1 R2 I2 V+ = V− = Vo R2 → =− Vi R1 Vi Vi Zi = = = R1 Ii I1 I1 R2 R1 V_ _ Vi V+ Vo + Khu ch i o Mạch trừ R2 R1 V_ _ Vb R1 V+ Va + Vo R2 I + = → V+ = Va R2 R1 + R2 I − = → I1 + I = = Vb − V− Vo − V− + R1 R2 V− = V+ → Vo = R2 (Va − Vb ) R1 Mạch cộng đảo R2 RF V2 R1 V_ _ V1 V+ + Vo V1 − V− V2 − V− Vo − V− I − = → I1 + I + I F = = + + R1 R2 RF V+ = V− = → V0 = − RF R V1 − F V2 R1 R2 Mạch cộng không đảo Vo I + = I − = → V− = Ra RF + Ra V −V V −V I1 + I = = + + + R1 R2 V+ = V−  V1 V2   RF  Vo = ( R1 // R2 )  +  1 +   R1 R2  Ra  R2 V2 R1 V1 V+ + V_ _ Vo RF Ra Mạch tích phân IC I I = → − R V = I C = C V + = V i → Z V i o I R + I = C − V − R d (V o − V IR − ) R d t − = = − R C Vi ∫ V id t C V_ _ V+ + Vo = R 10 Mạch vi phân I I I − = → V o R = = C V + → Z = V V i C = Z + R I − V − R d (V i − V = C ) − IR IC d t − = o I = C − R C R Vi d V d t V_ _ V+ + Vo i c 11 Mạch biến đổi dòng áp R I - Ii Vo Ii = − Vo → Vo = − I i R R + 12 Mạch biến đổi áp dòng V − = V I L = V R + − = V i V R = i IL t l v i Vi không ph thu c t i RL Tuy nhiên t i RL không n i t T i không n i t V V − i = V − V R V → T in i t − V R I L + − = + V + + V V i o o − V R − V R + − − I = L = − V R IL t l v i Vi không ph thu c t i RL T i RL n i t 13 Mạch khuếch đại loga M ch dùng diode I I D = I D = I V = D → M ch dùng Transistor V IC S − V o = α I o = −V V V S e D T i e  V ln   R I i T s    V BE VT Vi = = α I R1 BE I V V o − V ES  −   D T V R = I C = I1 V  e   ES = − V T ln e VBE VT Vi α I ES R1 M ch có c i m VO ph thu c vào dịng bão hồ ngư c IES, dòng ph thu c nhi u vào nhi t 14 Mạch khuếch đại loga có bù nhiệt IC1 Q1 Gi thi t : E1 • transistor có thơng s gi ng • Dịng base nh so v i dòng qua R1 R2 Vi R Vo - V + IC2 Q2 R1 V E2 B E B E V - B E V Iref T + R2 VR2 V o ln = V = V T ln T ln = −V R V i α I ES R I α I E S + V B E V i α I ES R  = − 1 +  ref = − R R  V  V o R + R T ln R + V V R I T ln I ref α I i ref Vo khơng ph thu c vào dịng bão hồ IES bù h s th nhi t VT, dùng R2 m t nhi t i n tr 15 E S Mạch hàm mũ IF R ID = −IF Vi - ID + Vo VD = Vi I se Vi VT = − Vo V → VO = − RF I S e i RF VT 16 Mạch nhân Nhân i lư ng Vo = v1 v2 N u : • c hai tín hi u vào u có th nh n giá tr âm ho c dương : b nhân 4/4 • m t hai tín hi u vào có th l y giá tr âm ho c dương, tín hi u cịn l i ơn c c : b nhân 2/4 • C hai tín hi u vào u ơn c c : b nhân 1/4 Nhân s d ng loga Vx ln Σ Vy i loga exp Vo V o = V xV y ln Vx Vy ch l y giá tr dương 17 Nhân sử dụng hỗ dẫn xét m t m ch khu ch i vi sai iE = I S 1e IC2 IC1 V1 V2 IE1 IE2 IE -Vcc khu ch iE = I S e V BE VT v B E − v B E = v1 − v = v d IS dịng bão hồ ngư c emitter N u transistor gi ng : IS1 = IS2 IE I  z  iE = = E  + ta n h  vBE − vBE vd v  − d   iE VT VT VT = e = e  1+ e iE  IE I  z   i = = E  − ta n h  iE + iE = I E vd  E2   + e VT i vi sai z = vd VT : hyperbolic tangent iC − iC = α VT : th nhi t, 25 mV VBE VT 25oC vd z ta n h (i E  IE  iE  VT →  i − i  C1 C  − z z e − e = z z − 2 e + e − iE z  1 +  2  z α IE )=α iE I E ta n h IE z z  1 −  2  18 Nhân sử dụng hỗ dẫn V2 = 2V1 − V R 2R V1 − V2 i1 = 2R V cc − V1 − i C − i C − i1 = RC i2 = Vcc Rc Rc R I1 R V1 - V2 + Ic6 Ic5 Ic4 Ic3 I2 R R + Vx Ic2 Ic1 + V − V1 − ( i C − i C ) − ( i C − i C ) − ( i1 − i RC i1 − i = + Vx Vo V cc − V − iC − iC − i = RC V1 − V R )= i C − i C = α i C ta n h i C − i C = − α i C ta n h Vx 2V T Vx 2V T i C − i C = α I ta n h Vy 2V T V2 − V1 V V V −V − α iC1 x + α iC x − = RC R 2VT 2VT V  V V 1 +  = α x ( iC1 − iC ) = α I x y 2VT 2VT 2VT  RC R  Vy (V2 − V1 )  I -Vcc n u Vx