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集成运算放大电路简介
三极管组成的基本放大电路只有三种,其中共射放大电路的放大倍数最高,但是其输入电阻和输出电阻不理想;共集电极放大电路的输入电阻和输出电阻比较理想,但是放大倍数低。为了得到放大倍数高,且输入电阻高,输出电阻低的放大电路,只能通过组合的形式得到,这就是多级放大电路。
这种多级放大电路的第一级通常是差分放大电路,即可以抑制温漂,又可以提高输入电阻。
多级放大电路设计好以后,在一块半导体基片上制作完成即为芯片。由于此芯片常用于运算,故称为运算放大电路,简称运放。
运放第一级为差分电路,有两个输入端,但此差分电路的输出是单端输出,而不是两个集电极电位的差,故造成输出电压对两个输入电压的反应刚好相反。
若输入电压增加时,输出电压减小,则称此输入端为反相输入端。若输入电压增加时,输出电压也增加,则称此输入端为同相输入端。
无论同相输入端还是反相输入端,输出电压与输入电压之间的放大倍数绝对值是相同的,称为开环电压放大倍数,其值很大。当两个输入端的电压不同时,输出电压uo是两个输入电压差值乘以开环电压放大倍数。
由于运放内部没有储能元件,故输出电压的幅值不能将超出外加直流电压,因此当输入电压的差值较小时,输出电压随着输入电压差值的增大而增大,此种状态称为线性;当输入电压的差值增大到一定值时,输出电压就达到最大值,不再随着输入电压的差值增加而增加,此种状态称为饱和。
可惜的是,线性区非常窄,即输入电压差值非常小即可令运放进入饱和区。