典型集成运放F007电路简介
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F007属第二代集成运放,它的电路特点是:采用了有源集电极负载、电压放大倍数高、输入电阻高、共模电压范围大、校正简便、输出有过流保护等。它的原理电路如图Z0607所示
一、偏置电路
偏置电路的作用是向各级放大电路提供合适的偏置电流,决定各级的静态工作点。F007的偏置电路由T8~T13组成。基准电流由T12、R5、T11,和电源EC(15V)、EE(- 15V)决定:
T10、T11和R4组成微电流源电路,提供输入级所要求的微小而又十分稳定的偏置电流,并提供T9所需的集电极电流,即IC10=IC9 +2IB3;T8与T9 组成镜像恒流源电路,提供T1、T2的集电极电流,即IC1+IC2=IC9,T12与T13组成镜像恒流源电路,提供中间级T16、T17的静态工作电流,并充当其有源负载。
二、输入级
输入级对集成运放的多项技术指标起着决定性的作用。它的电路形式几乎都采用各种各样的差动放大电路,以发挥集成电路制造工艺上的优势。F007的输入级电路是由T1~T7组成的带有恒流源及有源负载的差动放大电路。有源负载是由T5,T6、T7及R1、R2、R3组成的改进型镜象恒流源电路。用它作差动放大电路的有源负载,不仅可以提高电压放大倍数,还能在保持电压放大倍数不变的条件下,将双端输出转化为单端输出。
T1~T4组成共集一共基型差动放大电路。其中,T1、T2接成共集电极形式,可以提高电路的输入阻抗,同时由于UC1=UC2 = EC - UBE8,,因而共模信号正向界限接近EC,即提高了共模信号的输入范围;T3、T4,组成共基极电路,具有较好的频率特性,同时还能完成电位移动功能,使输入级输出的直流电位低于输入直流电位,这样后级就可直接接NPN型管;由于PNP型管的发射结击穿电压很高,这种差动放大电路的差模输入电压也很高,可达30V以上,此外,共基极电路输入电阻较小,而输出电阻较大,有利于接有源负载,并起到将负载与NPN管隔离开的作用。
三、中间级
中间级电路的主要任务是提供足够大的电压放大倍数,并向输出级提供较大的推动电流,有时还要完成双端输出变单端输出,电位移动等功能。F007的中间级是由复合管T16、T17和电阻R6组成的共发射极放大电路,T12、T13组成的镜象恒流源作为它的有源负载,因而可以获得很高的电压放大倍数。R6起电流负反馈作用可以改善放大特性。
四、输出级
输出级的作用是向负载输出足够大的电流,要求它的输出电阻要小,并应有过载保护措施。输出级大都采用 互补对称输出级,两管轮流工作,且每个管于导电时均使电路工作在射极输出状态,故带负载能力较强。F007输出级采用的就是由T14和复合管T18、T19组成的互补对称电路。R7、R8和T15组成电压并联负反馈偏置电路,使T15的c、e两端具有恒压特性,为互补管提供合适而稳定的偏压,以消除文越失真。
D1、D2和R9、R10组成过载保护电路,正常工作时,R9、R10上的压降较小,D1、D2均处于截止状态,即保护电路处于断开状态,一旦因某种原因而过载,T14及复合管的电流超过了额定值,则R9、R10上的压降明显增大,D1、D2将导通,从而对T14和T15的基极电流进行分流,限制了输出电流的增加,保护了输出管。
集成运放的新产品不断出现,它们的性能更加优越,除通用型集成运放外,还出现了一些专用集成运放。
集成运放作为一个有源放大器件应用于实际电路时,常用图Z0608所示符号表示。它有两个输入端、一个输出端。大箭头表示信号传输方向。当信号从反相端输入时,输出电压与输入电压成反相关系,当信号从同相端输入时,输出电压与输入电压同相。