EAB

ZABEZPIECZENIA WZMACNIACZY OPERACYJNYCH PRZED NASYCENIEM

W celu omówienia zabezpieczeń wzmacniaczy operacyjnych przed nasyceniem na wstępie zostanie omówiony problem samego nasycenia na przykładzie wzmacniacza operacyjnego μA709

Wzmacniacz μA709 nie ma wewnętrznego zabezpieczenia wejść układu przed przekroczeniem dopuszczalnej wartości napięcia różnicowego (±5 V), powyżej której tranzystory wejściowe mogą ulec zniszczeniu. Zewnętrzne zabezpieczenie wejść wzmacniacza można uzyskać włączając między wejścia dwie diody o przeciwnych kierunkach polaryzacji.

Zakres zmian sygnału wejściowego jest ograniczony przez wartości napięć, przy których tranzystory w układzie wzmacniacza mogą wejść w stan nasycenia. Przy zbyt dużym wejściowym napięciu ujemnym w stan nasycenia może przejść tranzystor Tll wchodzący w skład układu źródła prądowego, natomiast przy dostatecznie dużym dodatnim napięciu wejściowym w stan nasycenia może przejść jeden z tranzystorów wejściowych.

W szczególności, jeżeli w stan nasycenia przejdzie tranzystor T2 połączony z wejściem negującym, to na skutek przewodzenia jego złącza kolektor-baza sygnał wyjściowy będzie podawany bezpośrednio na drugi stopień różnicowy bez zmiany polaryzacji. W takiej sytuacji sprzężenie z ujemnego stanie się sprzężeniem dodatnim i wzmacniacz niezależnie od sygnału na drugim wejściu będzie w stanie nasycenia (dodatniego).

Efekt ten określany jest jako tzw. nasycenie wzmacniacza. Wzmacniacz można przywrócić do normalnego stanu pracy jedynie przez chwilowe wyłączenie napięć zasilających. Największe prawdopodobieństwo wystąpienia zablokowania wzmacniacza występuje dla układu wtórnika przy wysterowaniu sygnałem o dużej amplitudzie.

Układ wtórnika można zabezpieczyć przed nasyceniem za pomocą dodatkowej diody włączonej między wyjście wzmacniacza a wyjście drugiego stopnia różnicowego.

b)

Dioda ta ogranicza wzrost dodatniego napięcia wyjściowego do wartości, przy której tranzystor wejściowy T2 (rys. a) nie wchodzi jeszcze w nasycenie. W układzie pokazanym na rys. b wartość rezystora R powinna być równa rezystancji źródła sterującego wejście nienegujące, żeby nie zwiększyć wartości napięcia niezrównoważenia, powstającego na skutek przepływu prądów wejściowych wzmacniacza.

---