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  • 運(yùn)算放大器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及指標(biāo)定義
    運(yùn)算放大器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及指標(biāo)定義
  • 運(yùn)算放大器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及指標(biāo)定義
  •   發(fā)布日期: 2022-09-08  瀏覽次數(shù): 1,497

    運(yùn)算放大器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

    運(yùn)放的種類很多,具體的實(shí)現(xiàn)電路也千差萬(wàn)別,但是基本結(jié)構(gòu)都差不多如下圖所示。

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    運(yùn)算放大器基本結(jié)構(gòu)

    圖中差分放大級(jí)主要是提高共模抑制比,電壓放大級(jí)主要是提高電壓放大倍數(shù),輸出級(jí)用于提高輸出功率。可以說(shuō),運(yùn)算放大器是差分放大器的直接應(yīng)用。

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    運(yùn)算放大器原理圖

    如上圖所示,是一個(gè)簡(jiǎn)單的運(yùn)算放大器原理圖。T1、T2組成了差分放大器,構(gòu)成了運(yùn)放的差分放大級(jí);T3、T4組成復(fù)合管共射極電路,構(gòu)成了運(yùn)放的電壓放大級(jí);T5、T6組成了兩級(jí)射極跟隨器構(gòu)成電路輸出級(jí),提高帶負(fù)載能力。

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    差分式輸入級(jí)原理圖

    如圖是運(yùn)算放大器第一級(jí),即差動(dòng)式輸入級(jí),是一個(gè)基本的差分放大電路,這一級(jí)是集成放大器的核心和基礎(chǔ)部分。三極管T1、T2特性相同,電路參數(shù)也對(duì)稱,如Rc1=Rc2等。兩三極管發(fā)射極連接在一起串聯(lián)一個(gè)恒流源。

    當(dāng)沒(méi)有輸入信號(hào)時(shí),vs1=vs2=0,由于電路完全對(duì)稱ic1=ic2,Rc1和Rc2兩端的壓降相同,那么輸出信號(hào)vo=vc1-vc2=0。當(dāng)輸入信號(hào)vs1、vs2不相等時(shí),vo則有信號(hào)電壓輸出。

    運(yùn)算放大器的指標(biāo)定義

    運(yùn)算放大器的指標(biāo)有很多,這里我們說(shuō)一說(shuō)幾個(gè)在設(shè)計(jì)中較為常用的指標(biāo):

    1. 輸入偏置電流(Input bias current)Iib,運(yùn)放輸出電壓為零時(shí),兩個(gè)輸入端靜態(tài)電流的平均值

    2. 輸入失調(diào)電流(Input offset current)Iio,運(yùn)放輸出電壓為零時(shí),兩個(gè)輸入端靜態(tài)電流之差。

    3. 輸入失調(diào)電壓(Input offset voltage)Vio,運(yùn)放輸入電壓為零時(shí),存在一定的輸出電壓,為了使這個(gè)輸出電壓為零,在室溫(25℃)及標(biāo)準(zhǔn)電源電壓下,在輸入端加的補(bǔ)償電壓稱為輸入失調(diào)電壓。在實(shí)踐中,失調(diào)電壓的偏置補(bǔ)償非常困難,一方面是對(duì)于高放大倍數(shù)運(yùn)放,很小的錯(cuò)誤調(diào)節(jié)也會(huì)導(dǎo)致過(guò)補(bǔ)償或欠補(bǔ)償,另一方面偏置電壓對(duì)溫度的依賴性導(dǎo)致,溫度變化,誤差也會(huì)變化。

    4. 最大上升速度,運(yùn)放在閉環(huán)狀態(tài)下,輸入為大信號(hào)時(shí),輸出電壓對(duì)時(shí)間的最大變化速度。

    5. 輸入、輸出電阻,輸入端共模電阻Rcm和差動(dòng)電阻Rd。對(duì)于運(yùn)算放大器的控制,Rd電阻上的電壓降被放大,需要在設(shè)計(jì)中考慮。運(yùn)放搭輸入電阻在低頻時(shí)較大,隨著頻率升高而減小,輸出電阻隨著頻率升高成感性阻值增大。

    6. 開(kāi)環(huán)差模電壓增益,由于運(yùn)放電容影響與頻率有關(guān),數(shù)據(jù)手冊(cè)中的數(shù)值僅適用于直流和低頻放大。

    7. 單位增益帶寬和開(kāi)環(huán)帶寬,單位增益帶寬是指運(yùn)放在開(kāi)環(huán)差模電壓增益為0db時(shí)的頻率,開(kāi)環(huán)帶寬則是開(kāi)環(huán)差模電壓增益下降到3db時(shí)的頻率。這兩個(gè)頻率說(shuō)明了開(kāi)環(huán)增益的頻率響應(yīng)。

    以上就是運(yùn)算放大器的簡(jiǎn)單介紹,下篇我們來(lái)講講運(yùn)算放大器實(shí)際使用注意事項(xiàng)。


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