Операционные усилители

Введение
Операционный усилитель (ОУ) – это универсальное усили¬тельное устройство, первоначально предназначавшееся для вы¬полнения линейных математических операций в аналоговых вы¬числительных машинах.
Наименование «операционный усилитель» обусловлено тем, что, прежде всего такие усилители получили применение для выполнения операций суммирования сигналов, их дифференцирования, интегрирования, инвертирования и т. д. Операционные усилители были разработаны как усовершенствованные балансные схемы усиления.
Двадцать лет развития схемотехники ОУ в значительной мере отражают прогресс в создании новых электронных компонен¬тов: от ламп — к монолитным интегральным схемам. С недавних пор в результате все нарастающего усовершенствования свойств ОУ центр их применения сдвинулся к исследовательским лабо¬раториям и в промышленность. Благодаря своим превосходным характеристикам, универсальности и низкой стоимости операци¬онный усилитель занимает доминирующее положение в области проектирования аналоговых электронных систем.
Усложнение схем операционных усилителей (современные операционные усилители включают десятки, а иногда и сотни элементарных ячеек: регистров, диодов, транзисторов, конденсаторов), использование генераторов стабильных токов и ряд других усовершенствований существенно расширили сферу возможных применений операционных усилителей.
В настоящее время ОУ определяется как усилитель с непосредственными (гальваническими) связями, высоким коэффициентом усиления и малым уровнем собственных шумов, способный устойчиво работать при замкнутой цепи обратной связи.

Заключение
В настоящее время в мире изготавливаются сотни наименований интегральных ОУ. Все это многообразие можно разделить на группы, объединенные общей технологией и схемотехникой, точностными, динамическими или эксплуатационными характеристиками, причем эти группы могут пересекаться, т.е. включать общие элементы.
С точки зрения внутренней схемотехники операционные усилители можно разделить на биполярные, биполярно-полевые и КМОП (на комплементарных полевых транзисторах с изолированным затвором). В биполярно-полевых ОУ полевые транзисторы с управляющим p-n переходом или МОП-транзисторы обычно используются в качестве входных в дифференциальном входном каскаде. За счет этого достигается высокое входное сопротивление и малые входные токи.
Математический анализ конкретного параметра операцион¬ной схемы (например, шумов или входного сопротивления) можно существенно упростить, если с самого начала пренебречь тем, что не имеет в данном случае значения, т. е. идеализиро¬вать некоторые несущественные параметры операционного уси¬лителя. В этом смысле идеализированным операционным усили¬телем является такой ОУ, у которого некоторые параметры име¬ют идеальные значения (равны нулю или бесконечности).
Выводы
1. Операционный усилитель имеет четыре сигнальных выво¬да, хотя часто на схеме изображаются только два входа и выход. Четвертый сигнальный вывод—земля.
2. Синфазное входное напряжение идентично напряже¬нию на неинвертируюшем входе.
3. Идеальный операционный усилитель в любых условиях имеет нулевое дифференциальное входное напряжение и нуле¬вые входные токи.