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阅读运算放大器电路图的方法

发布时间:2020-02-03 02:53:32 阅读: 来源:带式压滤机厂家

集成运算放大电路的一般组成及其单元结构,如恒流源电路、差分放大电路、CC-CE、CC-CB电路和互补输出电路等。

本文引用地址:运算放大器主要由输入级、中间放大级、输出级和偏置电路等四部分组成,如图1所示。

图1

运算放大器的偏置电路与分立放大电路的偏置电路设计有很大不同,主要由各种形式的恒流源电路实现,熟悉各种形式的恒流源电路是阅读运放电路的基础。

运算放大器的输入级通常是差分放大电路,其主要功能是抑制共模干扰和温漂,双极型运放中差分管通常采用CC-CB复合管,以便拓展通频带;

运算放大器的中间级采用共射或共源电路,并采用恒流源负载和复合管以增加电压放大倍数。

双极型运算放大器的输出级采用互补输出形式,其主要功能是提高负载能力并增大输出电压和电流的动态范围。二只输出管轮流导通,每管工作在乙类状态。为消除交越失真,通常会给输出管提供适当的偏置电流,让其工作在甲乙类状态。

由于集成电路工艺的限制,各级之间采用直接耦合。为保证输入短路时,输出直流电平为零,有时还需要在级间加入电平移动电路。

运算放大器的读图过程如下:

(1) 运放电路结构分解

根据运放结构特点,将运放分解成输入级、中间级和输出级、基准电流源等四个基本部分。

(2) 基准电流分析

运放电路中均有一个供偏置用的基准电流源,由它产生基准参考电流。

(3) 静态偏置分析

在基准电流基础上,通过镜像直流电流或微镜像直流电流源,产生各种大小的直流恒流源或直流微恒流源,这些直流恒流源提供放大用晶体管的静态偏置。

将镜像直流源电路用等效恒流源代替,可以得到等效直流通路,用于分析各级直流偏置。

(4) 交流分析

运算放大电路的主要功能是进行线性放大。此外还有一些附加功能电路,如交流镜像电流源电路,输出保护电路,交越失真补偿电路,电平移动电路等, 这些电路为保证放大功能提供辅助作用,通常并不影响放大电路指标计算。对辅助电路进行简化,可以方便交流分析。

得到简化的交流等效电路后,将晶体管用小信号模型替代,就可以计算放大电路的动态指标。

图2是uA741运算放大电路的等效电路图,试分析其基本工作原理。

图2

(1) 运放电路的结构分解

输入级是一个差动放大电路,主要由、(共集-共基组合)和、组成。中间放大级由、、组成共集―共射电路;输出级由、组成互补输出电路。

(2) 基准电流分析

、、组成运放的基准电流源,中得到的基准电流为

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