Tôi cần phân tích một sơ đồ và tôi gặp rắc rối với phần này:
Có một điều là tôi không nhận được tất cả các tiện ích của MOSFET kênh N ở đầu ra của op-amp. Bất cứ ai có thể giải thích mục đích của thành phần này?
Bởi vì tôi nghĩ, việc chuyển đổi sẽ được thực hiện ngay cả khi không có bóng bán dẫn này.
Câu trả lời:
Mạch này chuyển đổi một điện áp trong một dòng điện, như bạn có thể thấy trong chức năng truyền tải.
Transitor không liên quan đến việc tính toán dòng điện đầu ra, nó chỉ phụ thuộc vào điện áp đầu vào và R1.
Từ mạch bạn có thể thấy rằng:
Nhưng nếu Opamp nằm trong khu vực có mức tăng cao, bạn cũng sẽ có (lý tưởng):
Do đó, bạn có thể so sánh đúng thuật ngữ của cả hai phương trình và có được:
I O U T = V i n
Các bóng bán dẫn có nghĩa là để điều khiển dòng điện đầu ra tùy thuộc vào điện áp cổng. Hãy suy nghĩ về nó theo cách này: Opamp sẽ làm những gì cần thiết để làm cho đầu vào của nó bằng nhau, và điều này sẽ cung cấp một điện áp sao cho R1 * Iout bằng Vin. Mối quan hệ giữa Iout và Vo (opamp) sẽ được đặt bởi bóng bán dẫn.
Vì vậy, bóng bán dẫn sẽ thực hiện chuyển đổi VI thực sự , tạo ra một vòng phản hồi với op-amp.
Các bóng bán dẫn là trái tim của mạch, về cơ bản nó là một dòng điện được điều khiển bằng điện áp. Thật không may, nó là một thiết bị phi tuyến (điện áp đến đặc tính hiện tại không phải là một đường thẳng), vì vậy opamp và điện trở ở đó để tuyến tính hóa chức năng của mạch tổng thể.
Bởi vì tôi nghĩ, việc chuyển đổi sẽ được thực hiện ngay cả khi không có bóng bán dẫn này.
Opamp sẽ đặt điện áp dựa trên các đầu vào, không phải là dòng điện - đó là một opamp bình thường bởi vẻ ngoài của biểu tượng sơ đồ, không phải là bộ khuếch đại chuyển đổi hoạt động (OTA) sẽ đặt dòng điện dựa trên các đầu vào.
Ngoài ra, lượng dòng opamp có thể chìm hoặc nguồn thường rất nhỏ, do đó, ngay cả một OTA không có 'bộ đệm' bên ngoài như mạch MOSFET cũng sẽ có phạm vi V-to-I cực kỳ hạn chế.
Nếu điều này vẫn không có ý nghĩa với bạn, vui lòng giải thích lý do tại sao bạn nghĩ việc chuyển đổi sẽ được thực hiện mà không có bóng bán dẫn.
Hãy nghĩ về mạch theo cách này. Giả sử rằng tín hiệu Vin của bạn bằng 0, đầu ra của opamp bằng 0 và do đó, tín hiệu trên cổng của MOSFET bằng 0, MOSFET không dẫn và sau đó tín hiệu trên đầu vào đảo ngược của MOSFET bằng 0 .
Giả sử rằng tín hiệu Vin đi đến 1V. Hiện tại có sự khác biệt 1V giữa các đầu vào op-amp. Đầu ra opamp sẽ bắt đầu xoay về phía đường ray dương, vì đầu vào không đảo ngược cao hơn đầu vào đảo ngược, và vì MOSFET tắt, opamp là vòng lặp mở với mức tăng cực cao. Cuối cùng, điện áp đầu ra opamp sẽ đạt đến ngưỡng cổng nguồn của MOSFET và nó sẽ bắt đầu tiến hành.
Một trong một vài điều có thể xảy ra bây giờ.
Nếu kết nối ngoài trang với cống của MOSFET đi đến nguồn điện áp, MOSFET sẽ bắt đầu điều khiển dòng điện chạy qua nó như một chức năng của điện áp cổng. Dòng điện qua MOSFET tạo ra sụt áp trên khắp R1. Điện áp trên R1 là phản hồi - chúng tôi không còn là vòng hở - vì điện áp R1 được đưa trở lại đầu vào không đảo. Hệ thống sẽ đạt đến trạng thái cân bằng khi tạo ra đủ điện áp đầu ra opamp để điều khiển MOSFET để cho phép dòng điện chính xác chạy qua R1 để tạo ra sự sụt giảm điện áp giống hệt với Vin và sẽ duy trì trạng thái cân bằng bằng cách điều chỉnh đầu ra opamp như Vin (hoặc động MOS MOS sức đề kháng) thay đổi.
Nếu kết nối ngoài trang không được kết nối với nguồn điện áp, sẽ không có dòng điện nào chạy qua R1, opamp sẽ vẫn là vòng hở và điện áp đầu ra của opamp sẽ chuyển đến đầu ra dương tối đa có thể. MOSFET sẽ được bật, nhưng không làm gì cả.
Ưu điểm của phương pháp này là một opamp nhỏ, tương đối 'yếu' (về khả năng điều khiển) có thể được sử dụng để kiểm soát hàng chục, hàng trăm, thậm chí hàng nghìn ampe - đó chỉ là vấn đề về kích thước của MOSFET và khả năng xử lý công suất khả năng của điện trở cảm giác.
Đó là (như chú thích giải thích) một bộ chuyển đổi điện áp thành dòng. Điện áp ở đỉnh của R1 bằng (dòng thoát nguồn qua Q4) / 100. Opamp sẽ hoạt động ở chế độ "theo dõi điện áp", tăng đầu ra cho đến khi đạt đến trạng thái cân bằng với hai cực đầu vào bằng nhau.
Vì vậy, hiệu ứng là một chìm hiện tại thay đổi . Đây là độc lập của điện áp mà dòng điện đang chạy (từ một cái gì đó bên phải của sơ đồ này). Cho rằng opamp là thiết bị dựa trên điện áp, khá khó để có được hiệu ứng tương tự chỉ với một mạng điện trở ở đầu ra.
Sự sắp xếp này cũng cho phép một MOSFET lớn hơn và bộ khuếch đại yếu hơn so với cố gắng thực hiện tất cả trong một.
Phân tích cấu trúc liên kết này bao gồm các mối quan tâm về tính ổn định được TI rất chú trọng trong bài viết này. Ổn định hoạt động ổn định Phần 5 của 15
Nó có thể hữu ích để đọc các phần trước để hiểu đầy đủ. Nhưng họ cũng có sẵn trên web.
EDIT: xin lỗi, đó là một BJT trong tài liệu của tôi. Nhưng dù sao, đó là một tài liệu tốt ...