集成运算放大器结构原理

2016-11-13 20:34| 编辑:电工学习网| 查看: 11840| 评论: 0

集成运算放大器内部含输入级、中间放大器和输出级电路，从维修角度来讲，深究内部电路构成是不必要的（那是器件设计者应该做的事）。我们只要搞清其基本电路原理、引脚功能和故障表现，就可以了。但是，单就运放符号来分析输入、输出级的相互变化，剖析工作原理是有难度的，我的创意是在讲述原理时，将输出级电路搬到经典运放符号的外部，再进而确定输入端和输出级两只管子的对应关系，如此一来，“运放电路原理之难”的面纱将被揭开，掌握其电路原理，即成为轻松愉快的一件事儿了。

图常规运放符号与创意原理符号
从常规运放符号看，除了输入、输出3个端子，正常工作时还需供电两个端子，这样一来，运放电路其实是个五端元件了。输入端+、－的标记是依据两输入端与OUT端相互影响的电压变化趋势来规定的，若令IN+端接地（或施加固定不变之电压），信号从IN-端进入，输入电压升高时，输出电压是降低的，呈反相关系，则为反相放大器；反之，当信号从IN+端进入，输入电压与输出电压变化则是同步的，则为同相放大器。
将三角形内部的输出级搬出来，即成为图中的b电路了。运放电路的典型供电电压为±15V，其输出级电路为NPN和PNP三极管构成的电压互补式放大器，Q1的c极接+15V，Q2的c极接－15V。±15V电源的公共地（+15V电源的负端）即为信号地（即0V基准），此后所指输入电压、输出电压的高低，均指针对信号地而言。为了图面简洁，将前级电路的供电省略掉。以下原理分析即据b图而为之。
我们先来从比较特性来出发，规定输入端IN+、IN-与输出级Q1、Q2的对应关系：
IN+对应Q1，当IN+> IN-时，Q1导通，使OUT输出电压往+15V上靠拢；
IN－对应Q2，当IN－> IN+时，Q2导通，使OUT输出电压往－15V上靠拢。
当运放电路处于开环状态时，因其放大倍数无穷大之故，只要IN－和 IN+之间略有电位差，其输出
电压即要么接近+15V，要么接近-15V。输出只有高、低电平，而无其它结果，这说明开环时，运放变身为比较器身份，而出离放大器区域了。