運(yùn)算放大器TS321和電壓比較器TS391的工作原理及應(yīng)

摘要：便攜設(shè)備的發(fā)展，要求電子元器件往小型化和低功耗方向發(fā)展，作為超小型封裝的單運(yùn)算放大器TS321和單電壓比較器TS391在各方面的很好的滿足了這一要求。文中主要介紹這兩款器件的工作原理和一些基本應(yīng)用。它們的功耗低，體積小，能延長電池的使用時間，節(jié)省電路板面積，降低產(chǎn)品成本。
關(guān)鍵詞：超小型；運(yùn)算放大器；電壓比較器；TS321；TS391

從1963年Robert J．(Bob) Widlar設(shè)計出第一片公認(rèn)的單片集成運(yùn)算放大器μA702開始，運(yùn)算放大器的發(fā)展，經(jīng)歷了從通用運(yùn)算放大器到低失調(diào)、低噪聲、高增益的高精度專用運(yùn)算放大器的歷程。這期間324作為一款通用的運(yùn)算放大器，由于其具有極高的易用性在很長的一段時間內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用。但由于324在單片內(nèi)集成了4個完全一樣的運(yùn)放，在一些只用到一個運(yùn)放的應(yīng)用中造成了成本的浪費(fèi)，而且還消耗更多的電源功耗和電路板面積。作為324的單運(yùn)放版本，TS321以更小的封裝體積，提供一樣的參數(shù)和性能，以更小的電源功耗在應(yīng)用方面有著廣闊的前景。而作為四電壓比較器339的單比較器版本TS391和TS321一樣在小型化方面有著非常大的優(yōu)勢。

1 TS321和TS391的工作原理
TS321采用雙極型PNP晶體管作為輸入級，使用兩級放大的形式有效提高電路的增益。T321有著極寬的電源電壓范圍，單電源供電時電壓范圍從3V到30V，正負(fù)電源供電時電源范圍從±1．5V到±15V，具有較低的電源電流(典型值為500μA)和較低的輸入偏置電流，并且在高容性負(fù)載下依然能夠穩(wěn)定工作。
TS391采用的也是雙極型PNP晶體管作為輸入級，能接受很寬的電源電壓范圍，包括單電源或正負(fù)電源供電，極低的電源電流(0．2mA)，較低的輸出飽和電流(250mV)，差動輸入電壓范圍較大，最大可以等于電源電壓值，輸出端電平可靈活方便地選用。
TS321和TS391均采用SOT23—5L的超小型封裝形式，如圖1所示。

TS391類似于增益不可調(diào)的運(yùn)算放大器。比較器有兩個輸入端和一個輸出端。一個稱為同相輸入端(+)，另一個稱為反相輸入端(-)。用作兩個電壓的比較時，任意一個輸入端加一個固定電壓做參考電壓(也稱為門限電平，它可選擇TS391輸入共模范圍的任何一點(diǎn))，另一端加一個待比較的信號電壓。當(dāng)“+”端電壓高于“-”端時，輸出管截止，相當(dāng)于輸出端開路。當(dāng)“-”端電壓高于“+”端時，輸出管飽和。相當(dāng)于輸出端接低電位。兩個輸入端電壓差別超過一定值就可確保輸出能夠從一種狀態(tài)可靠地轉(zhuǎn)換到另一種狀態(tài)。因此，把TS391用在弱信號檢測等場合是比較理想的。TS391的輸出端相當(dāng)于一只不接集電極電阻的晶體管，在使用時輸出端到正電源一般需接一只上拉電阻。選不同阻值的上拉電阻會影響輸出端高電位的值。因?yàn)楫?dāng)輸出晶體三極管截止時，它的集電極電壓基本上取決于上拉電阻與負(fù)載的值。