Система схемотехнического моделирования и проектирования Design Center


Операционные усилители


Математические модели операционных усилителей (ОУ) в отличие от встроенных моделей диодов и транзисторов представлены в виде макромоделей (подцепей), которые описываются на входном языке программы PSpice с помощью директивы .SUBCKT (см. п. 3.2.7).

Стандартная модель ОУ с входным каскадом на биполярных транзисторах представлена на рис. 5.1 [9, 38] (ОУ с полевыми транзисторами имеет аналогичную схему). В этой модели из реальной схемы ОУ исключены все транзисторы, кроме двух транзисторов входного дифференциального каскада, что повышает скорость моделирования за счет некоторого снижения точности. Существуют четыре разновидности этой схемы, в которых дифференциальный каскад образован биполярными p–n–p- и n–p–n-транзисторами и полевыми транзисторами с управляющим p–n-переходом и каналами p- и n-типов. Параметры этих моделей рассчитываются с помощью программы Parts (см. разд. 7.3) по следующим паспортным данным:

напряжение источников питания;

максимальные значения положительного и отрицательного выходного напряжения;

максимальные скорости нарастания положительных и отрицательных выходных напряжений;

мощность потребления в статическом режиме;

емкость коррекции (внутренней или внешней);

входной ток смещения;

коэффициент усиления дифференциального сигнала на низких частотах;

частота единичного усиления;

коэффициент подавления синфазного сигнала;

дополнительный фазовый сдвиг на частоте единичного усиления, определяемый наличием второго полюса;

выходные сопротивления на низких и высоких частотах;

максимальный выходной ток короткого замыкания.

 

Рис. 5.1. Стандартная макромодель  ОУ с входным дифференциальным каскадом на биполярных npn-транзисторах


Входной дифференциальный каскад на транзисторах Q1, Q2 моделирует такие эффекты, как наличие токов смещения и зависимость скорости нарастания выходного напряжения от входного дифференциального напряжения. Емкость CE

позволяет отразить несимметричность выходного импульса ОУ в неинвертирующим включении.


Начало  Назад  Вперед