Dispozitive și Circuite Electrice II

1.INTRODUCERE

Primele circuite integrate au fost realizate la sfârsitul anilor '50, productia de serie incepând în anul 1965.

Circuitul integrat este o unitate constructiva inseparabila de microelemente conectate electric, plasate cu mare densitate in

volumul sau pe baza unei suprafete semiconductoare comune.

Clasificare: -din punctul de vedere al tehnologiei de realizare:

-monolitice (circuit integrat semiconductor având toate elementele

formate într-o singura structura semiconductoare, iar dupa tipurile de tranzistoare pe care se bazeaza

constructia lor , circuitele mono litice pot fi bipolare (cu tranzistoare bipolare) sau unipolare MOS (cu

tranzistoare unipolare MOS)

-fragmentate (multichip-circuit integrat constând din mai multe structuri

monolitice interconectate între ele si închise în aceeasi capsula)

-peliculare (circuit integrat ale carui elemente sunt pelicule formate pe

suprafata unui material dielectric)

-hibride (ansamble de elemente pasive sub forma peliculara si componente

active pasive sudate pe circuitul ansamblului)

-din punctul de vedere al prelucrarii informatiei:

-analogice (circuit integrat care prelucreaza sau genereaza semnale continue

în amplitudine , polaritate sau frecventa pentru realizarea unor functii

analogice ca generare , amplificare, modulare/demodulare etc)

-numerice (circuit integrat care prelucreaza semnale binare pentru realizarea

unor functii logice si/sau de memorare)

-de interfata (analogice, logice, conversie A/D)

2.AMPLIFICATORUL OPERATIONAL

Amplificatoarele operationale constituie principala clasa de circuite integrate liniare, în esenta ele sunt circuite cu câstig

foarte mare în tensiune, destinate lucrului în bucla de reactie, în care functiile de transfer sunt univoc determinate de proprietatile

retelelor de reactie.

Proiectate initial pentru a îndeplini functii de operator analogic de calcul (scadere, adunare, integrare, etc), amplificatoarele

operationale se utilizeaza în prezent în cele mai diverse aplicatii ca: filtre active, stabilizatoare de tensiune, oscilatoare, convertoare

analog-numerice, etc. Practic pot fi folosite la orice.

Dezvoltarea intensiva a acestei familii de circuite integrate a condus la dispozitive care aproximeaza foarte bine caracteristicile

elementului ideal (câstig în tensiune infinit, rezistenta de intrare infinita, rezistenta de iesire nula), în conditii de pret redus. Acest

lucru a facut posibila utilizarea amplificatoarelor operationale ca simple componente în aplicatii. Accesibilitatea si performantele

acestor dispozitive permit realizarea de echipamente net superiore celor realizate cu componente discrete din punctul de vedere al

raportului performanta/pret. Regulile de proiectare sunt simple si aplicabile cu erori minime.

Schematic un amplificator operational consta din trei blocuri cu functii distincte, fiecare dintre ele poate fi constituit din unul sau

mai multe etaje amplificatoare realizate cu tranzistoare integrate.

Dispozitive si circuite electronice 2 curs

Blocul de intrare este un amplificator diferential, numit astfel deoarece amplifica diferenta dintre cele doua tensiuni de intrare

v+ si v-. Blocul intermediar preia tensiunea furnizata de blocul de intrare si o prelucreaza pentru a corespunde cerintelor blocului de

iesire. Ultimul bloc asigura curentul de iesire necesar (uzual de ordinul a 10 mA).

Observatie 1. Proprietatile intrarilor imversoare si neinversoare de a inversa semnul

tensiunii, respectiv de a-l pastra neschimbat, decurg din modul în care este

construit amplificatorul operational.

2. Semnele minus si plus notate în dreptul bornelor de intrare nu au nici o

legatura cu semnele (polaritatile) tensiunilor v+ si v- aplicate respectiv la

intrarea inversoare si la cea neinversoare; oricare din aceste tensiuni poate fi

negativa sau pozitiva

Simbolul grafic se prezinta în figura urmatoare:

2.1 Parametri de baza ai amplificatoarelor operationale

a.câstigul diferential în bucla deschisa a reprezinta raportul dintre variatia tensiunii de iesire uO si tensiunea diferentiala

de intrare uID=v+v=uI+uI

b.tensiunea de decalaj (offset) de la intrare (u u ) offset DI = reprezinta tensiunea continua a unui generator aplicat la una

din intrarile circuitului (cealalta fiind la masa) pentru care potentialul de iesire uO este nul.Acest parametru se reprezinta pe

caracteristica de transfer, ca în figura: