运放及使用时注意事项

《运放及使用时注意事项》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、及使用时的注意事项   集成运算放大器是可以进行运算的直流放大器，但开发它的主要目的是为了进行模拟计算。如果放大倍数为1，连1MHZ左右的交流信号也能处理。与用分立元件构成的电路相比，它具有稳定性好、电路计算容易、成本低等很多优点，因而被广泛应用于许多领域。那么，这种集成运算放大器究竟是怎样构成的呢？本章不打算从深层次角度去解答这一问题，而是从知道后会觉得方便些的想法来探讨它的内部构造。在用运算放大器组装电路时，经常会碰到一些麻烦，这时，希望大家能参考本章介绍的关于运算放大器各个方面的注意事项。7.1运算放大器的内部构造7.1.1集成运算放大

2、器的演变历史   集成运算放大器是线性集成电路中最通用的一种。线性集成电路的使用范围很广，但要标准化比较困难。而集成运算放大器与整个线性集成电路相比，在使用范围上相对较窄，因而标准化比较容易。按照标准化要求，集成运算放大器中有相当大的一部分产品都是非原创品，甚至可以说使用的都是这些非原创品。集成运算放大器的第一个实用产品μA702的内部电路如图7.1所示。这种集成运算放大器不使用pnp晶体管制作。该集成运放具有共模输入电压低、输出振幅小、容易振荡等缺点。后来发表了改进这些缺点的μA709产品。μA709的内部电路如图7.2所示。μA709用得

3、很广泛，至今仍在使用。但是，μA709有如表7.1所示的许多问题。    μA709推出大约3年后，发表了解决这些问题的运算放大器μA741。这个产品能进行输出短路保护，消除了锁死现象，可以在内部进行相位补偿，失调补偿可以简单地通过在外部连接可变电阻来进行没有输出短路保护电路需要外接3个元件进行相位补偿,转换速率小，仅为0.25V/μs,共模输入电压小，仅为±10V,没有用于失调补偿的端子,差动输入电压小，仅为±5V,常常发生锁死现象.   就在同一时期，国家半导体公司发表了LM301产品。这个产品差不多与μA741具有相同的特性，但相位补偿

4、需要在外面连接一个电容器，通过改变这个电容器的值来改变带宽，也可以通过前馈相位补偿的方法来扩展带宽，因此有比μA741容易使用的地方。图7.3和图7.4分别是μA741和LM301的内部电路图。其他的运算放大器可以说大多数是以μA741为基础，进行了高性能化（高精度、高输入阻抗、宽频带、低漂移、小偏置电流、功率微型化、可编程）、复合化（双重、四重）的改造。此外，诺顿运算放大器（电流差动输入运算放大器）也发表了几种。将运算放大器设计成采用单电源而不是双电源的产品也很多。以上谈的是单片运算放大器，非单片混合运算放大器也发表了很多。7.1.2运算放

5、大器电路的基本构成   芯片内制作线圈几乎不可能，电容器也只能制作小容量（几十皮法左右就达到了制作限度）的。所以，运算放大器也就是用晶体管和电阻构成的直接耦合放大器（直流放大器）。它的构成可用图7.5的方框图来表示。7.2运算放大器输入级电路7.2.1差动放大器   开发运算放大器的主要目的是为了模拟计算机的运算放大，电路采用直流耦合（如果从制造工艺的角度来考察线性集成电路的话，制作大容量的电容器很困难，电路不得不采用直流耦合，另外制作线圈也很困难）。这种直流耦合与电容器耦合（交流耦合）相比，不仅能直流放大，而且高频特性也不坏，所以常常被模拟

6、信号系统中的自动控制部分所采用。直流耦合放大器（直流放大器）的输入级采用差动放大电路。图7.6就是输入级的基本电路。（1）差动放大器的工作原理   在图7.6中，Q1、Q2的集电极与负载电阻相接，两个发射极被连在一起后，与恒流源相接。Q1、Q2的发射极电流Ie1+Ie2=IE，而IE为恒流源。于是，一方Ie为IE与另一方Ie之差，所以称它为差动放大器。   输入信号加到in1和in2中，输出Vout可从out1、out2获取。这时输出与输入之比称为差动增益。在单端输入情况下，输入信号加到in1或in2与地之间，不用的输入端子与地相接。如果这时

7、将输入端晶体管的集电极与地之间的电压作为输出，则与差动输入相比，能获得Vout/2的输出电压。V1=V2=VC时的输入称为共模输入，噪声等就相当于这种输入。尽管理论上共模输入时集电极之间的输出Vout不会出现，但实际上各个集电极与地之间会有输出出现。假设在共模输入情况下集电极和地之间的输出电压关系为Vout1=Vout2=VC0，则VCO和VC之比称为共模增益。运算放大器都尽量使共模增益变小。要想减小共模增益则应加大图7.6中恒流源的输出电阻RE。如果RE采用电阻器，则电阻值不能做得很大，而采用恒流源可制作所需大小的RE。(2)差动放大器的特

8、征   差动放大器与图7.7的一般放大器相比，差动放大器使用的晶体管的数目要多几个，但稳定非常好，在使用时可以不必担心稳定系数，能进行直流放大，有很强的抑制共模输入