Operationsverstärker

Ein Operationsverstärker kann eigentlich überall dort eingesetzt werden, wo es erfordelich ist, elektrische Signale zu verstärken und wo keine grossen Ausgangsleistungen benötigt werden.

Operationsverstärker werden auch Differenzverstärker genannt. Der Grund liegt darin, dass am Eingane eines OP ein Differenzverstär wirkt. Am Ausgang haben wir eine Gegentaktendstufe.

Der Differenzverstärker ist ein direktgekopplter Gleichspannungsverstärker mit zwei Eingänge und zwei Ausgängen.

• Wir haben einen gemeinsamen Ermitterwiderstand!
• Ruhezustand U₁ = U₂ = 0V  ⇒ I_B1 = I_{B2 ungleich 0 !}
• _{Es fliest einen Strom!} I_C1 = I_C2  =10 mA  ⇒ I_E1 = I_E2 ungefär 10 mA
• I_E = I_E1 + I_E2 Ungefär 20 mA  U_A1 = 5V U_A2=5V  _DeltaU = 0V
•  Arbeitszustand U₁ > 0V (zB. 10mV), U₂ = 0V
• I_B1 wird grösser → I_C1  gröser (10mA) → U_A1 wird kleiner (3V)
• I_E1 wird grösser (zB. ≈ 12mA)  → I_E wird grösser → U_RE grösser
• U_BE2 wird kleiner → I_B2 kleiner → I_C2 kleiner → U_A2 wird grösser (zB. 7V)   _DeltaU_e=10mV  _DeltaU= 4V

Um die Eigenschaften des OP zu verbessern, verwendet man anstett eines Emitterwiderstandes eine Konstantstromquelle

Bei positiven Spannungen arbeitet V₁ als Kollekterschaltung (Ermitterfolger). Bei negativen Spannungen ist es V₂.

Achtung: Wir haben keine Spannungsverstärkung, nur eine Stromverstärkung. Wir haben keine Phasenverschiebung ( Phi=0°)

-Wir brauchen eine pos. und negative U_B !

-Es hat keine Kondensatoren (Für AC & DC das gleiche Verhalten)

-Wir haben am Ausgang npn+pnp-Trans.

Vu₀=Leerlaufspannungsverstärkung

U_U = 0

U_pn = Up-Un = Up

U_a=U_pn  * Vu₀ = U_a = V_u0  * U_p

\(U_p = 0\)

\(U_{pn} = U_p - U_n =-U_n\)

\(U_a = V_{u0} \times U_{pn}\)

\(U_a = -V_{u0} \times U_{n}\)