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閱讀運(yùn)算放大器電路圖的方法

作者: 時(shí)間:2010-04-17 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

集成運(yùn)算放大電路的一般組成及其單元結(jié)構(gòu),如恒流源電路、差分放大電路、CC-CE、CC-CB電路和互補(bǔ)輸出電路等。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/188264.htm

主要由輸入級(jí)、中間放大級(jí)、輸出級(jí)和偏置電路等四部分組成,如圖1所示。

圖1

的偏置電路與分立放大電路的偏置電路設(shè)計(jì)有很大不同,主要由各種形式的恒流源電路實(shí)現(xiàn),熟悉各種形式的恒流源電路是閱讀運(yùn)放電路的基礎(chǔ)。

的輸入級(jí)通常是差分放大電路,其主要功能是抑制共模干擾和溫漂,雙極型運(yùn)放中差分管通常采用CC-CB復(fù)合管,以便拓展通頻帶;

運(yùn)算放大器的中間級(jí)采用共射或共源電路,并采用恒流源負(fù)載和復(fù)合管以增加電壓放大倍數(shù)。

雙極型運(yùn)算放大器的輸出級(jí)采用互補(bǔ)輸出形式,其主要功能是提高負(fù)載能力并增大輸出電壓和電流的動(dòng)態(tài)范圍。二只輸出管輪流導(dǎo)通,每管工作在乙類狀態(tài)。為消除交越失真,通常會(huì)給輸出管提供適當(dāng)?shù)钠秒娏?,讓其工作在甲乙類狀態(tài)。

由于集成電路工藝的限制,各級(jí)之間采用直接耦合。為保證輸入短路時(shí),輸出直流電平為零,有時(shí)還需要在級(jí)間加入電平移動(dòng)電路。

運(yùn)算放大器的讀圖過程如下:

(1) 運(yùn)放電路結(jié)構(gòu)分解

根據(jù)運(yùn)放結(jié)構(gòu)特點(diǎn),將運(yùn)放分解成輸入級(jí)、中間級(jí)和輸出級(jí)、基準(zhǔn)電流源等四個(gè)基本部分。

(2) 基準(zhǔn)電流分析

運(yùn)放電路中均有一個(gè)供偏置用的基準(zhǔn)電流源,由它產(chǎn)生基準(zhǔn)參考電流。

(3) 靜態(tài)偏置分析

在基準(zhǔn)電流基礎(chǔ)上,通過鏡像直流電流或微鏡像直流電流源,產(chǎn)生各種大小的直流恒流源或直流微恒流源,這些直流恒流源提供放大用晶體管的靜態(tài)偏置。

將鏡像直流源電路用等效恒流源代替,可以得到等效直流通路,用于分析各級(jí)直流偏置。

(4) 交流分析

運(yùn)算放大電路的主要功能是進(jìn)行線性放大。此外還有一些附加功能電路,如交流鏡像電流源電路,輸出保護(hù)電路,交越失真補(bǔ)償電路,電平移動(dòng)電路等, 這些電路為保證放大功能提供輔助作用,通常并不影響放大電路指標(biāo)計(jì)算。對(duì)輔助電路進(jìn)行簡(jiǎn)化,可以方便交流分析。

得到簡(jiǎn)化的交流等效電路后,將晶體管用小信號(hào)模型替代,就可以計(jì)算放大電路的動(dòng)態(tài)指標(biāo)。

圖2是uA741運(yùn)算放大電路的等效,試分析其基本工作原理。

圖2

(1) 運(yùn)放電路的結(jié)構(gòu)分解

輸入級(jí)是一個(gè)差動(dòng)放大電路,主要由、(共集-共基組合)和、組成。中間放大級(jí)由、組成共集―共射電路;輸出級(jí)由、組成互補(bǔ)輸出電路。

(2) 基準(zhǔn)電流分析

、、組成運(yùn)放的基準(zhǔn)電流源,中得到的基準(zhǔn)電流為

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