單電源運放
單電源運放按照輸出擺幅分為2類,單電源運放不僅可以單電源供電,而且也可以雙電源供電。如果采用雙電源供電,單電源運放就失去了他的優(yōu)勢,從而與普通的雙電源運放在使用上沒有太大的區(qū)別。因此本文只討論單電源運放的單電源供電工作方式。
單電源運放內部電路分析
通用單電源運放的內部電路原理圖基本相同,這里以LM358作為對象進行分析。LM358的內部電路原理圖如圖1所示。分析時按照偏置電路、差分輸入級、中間放大級、推挽輸出級4個部分逐一分析。
1)偏置電路
在LM358的數(shù)據(jù)手冊中,運放內部的偏置電路已經(jīng)全部用等效電流源替代。這些電流源分別為整個電路提供合適的靜態(tài)工作點,或作為有源負載。
2)差分輸入級
輸入級是雙端輸入單端輸出的差分放大電路。其中Q1和Q4為縱向PNP管放大倍數(shù)大,Q2與Q3為橫向PNP管,發(fā)射結承壓高。電路采用的是共集共射形式,因此輸入級有較強的放大能力、較高的耐壓能力和較高的輸入電阻。
3)中間放大級
中間放大級也采用的是共集共射放大電路。Q10,Q11組成兩級共射跟隨器,使中間放大級具有很大的輸入電阻,從而進一步提高了輸入級的放大倍數(shù)。Q10,Q11雖然不能放大電壓,但是具有很大的電流放大倍數(shù),可以為Q12提供更大的基極電流,同時100A的電流源也作為Q12的有源負載使中間級有很大的放大能力。
4)輸出級
輸出級分為2種情況。當雙電源供電時由Q5,Q6,Q13組成互補輸出級但是存在交越失真。當單電源供電時Q5,Q6組成兩級射級跟隨電路,使輸出級具有很低的輸出電阻。此時Q12的集電極電位:
輸出端的電位UO是Q13的發(fā)射級電位,所以Q13的發(fā)射結反偏截止。
單電源運放的偏置方法
1)電阻分壓法
電阻分壓方法的電路原理圖如圖4(a)所示。這是一種最常用的偏置方法。他通過用2個100kΩ的電阻R1,R2組成分壓網(wǎng)絡,形成VCC/2的偏置電壓。該方法不僅簡單而且成本低。
但是該偏置電壓源的輸出阻抗大(因為在電池供電的設備中對功耗要求非常嚴格,所以電阻不能太?。?,輸出電流IO的變化對偏置電壓精度的影響很大。因此電阻分壓法一般適用于偏置電壓精度要求不高的場合。
2)運放電壓跟隨器
法運放電壓跟隨器法的電路原理圖如圖4(b)所示。圖中VCC被R1,R2分壓后接到由單電源運放組成的電壓跟隨器,進而形成VCC/2的偏置電壓源。
運放組成的電壓跟隨器是電壓串聯(lián)負反饋,因此他具有很高的輸入阻抗與很低的輸出阻抗。這樣運放的輸出端可以看作一個VCC/2的恒壓源,輸出電流IO的變化對偏置電壓幾乎沒有影響,因此獲得精確的VCC/2偏置電壓。但是由于增加了一個單電源運放,這種方法的成本比較高。
3)射級電壓跟隨器法
射級電壓跟隨器法的電路原理圖如圖4(c)所示。該方法與運放電壓跟隨器法相似,但是這里采用三極管Q1組成的射極電壓跟隨器作為電阻分壓的輸出級。
射級電壓跟隨器同樣具有輸入阻抗高、輸出阻抗低的特性,因此該方法也可以避免電阻分壓法中輸出阻抗高的不足。并且由于只增加了1個三極管,所以成本也比運放電壓跟隨器法低。但是根據(jù)偏置電壓計算得到的電阻值經(jīng)常需要結合實際電阻值選擇,因此偏置電壓存在誤差。
〈烜芯微/XXW〉專業(yè)制造二極管,三極管,MOS管,橋堆等,20年,工廠直銷省20%,上萬家電路電器生產企業(yè)選用,專業(yè)的工程師幫您穩(wěn)定好每一批產品,如果您有遇到什么需要幫助解決的,可以直接聯(lián)系下方的聯(lián)系號碼或加QQ/微信,由我們的銷售經(jīng)理給您精準的報價以及產品介紹
聯(lián)系號碼:18923864027(同微信)
QQ:709211280