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集成运放的内部结构

[日期:2012-04-06] 来源:  作者:电路飞翔 [字体: ]

 

  我们经常使用过如上图(a)所示的电路符号,它代表了电路中的一个运放单元。
  
  而实际当中,多个运放单元被封装在一个集成运算放大器中,如上图(b)所示为一个常用集成运算放大器LM324的直插式和贴片式外观。
  
  在上图(a)所示一个类似三角形的电路符号里,集成了若干电子元件。不同型号的运放具有不同的内部电路结构。我们以LM324为例进行说明,如下图所示。
  
  集成运算放大器LM324是一款十分常用的运放模块,它为双列直插式封装,有14个引脚,如下图(a)所示。在LM324的内部集成了4个独立的运放单元,这4个运放独立工作,互不影响。管脚4接电源正极。管脚11接负极,如下图(b)所示。
  
  取出任一运放单元进行剖析,如下图(c)所示。
  
  在一个运放单元中,集成了若干晶体管电容电阻等器件,它们通过合理的组合,实现了放大器的功能。同时,由于运放中的晶体管的外围器件的型号和参数都是确定的,所以在使用运放时,不需要考虑放大器的静态工作点等问题,免去了调度电路的麻烦。所以,运算放大器大大简化了电路的结构。

  在实际应用当中,还需要了解运放的若干参数:
  
  1.电源电压范围
  
  这里指运放正常工作所需要的电源电压的范围。通常运放需要使用双电源供电,少数运放只要求单电源。
  
  2.最大允许功耗Pm
  
  指运放在正常工作下所能承受的最大耗散功率,使用中不应使运放的功耗超过Pm。
  
  3.单位增益带宽Fc
  
  指运放开环电压放大倍数为1dB时对应的频率。一般的通用运放Fc≈1MHz,宽带和高速运放Fc可达IOMHz以上。
  
  4.转换速率
  
  指在额定负载条件下,当输入边沿陡峭的阶跃信号时,集成运放输出电压的单位时间最大变化率,即输出电压边沿的斜率SR,如下图所示。


  
  5.输入阻抗Zi
  
  指运放工作于线性放大区时,输入电压变化量与输入电流变化量之间的比值。这是衡量一个运放质量高低的尺度之一。采用三极管为内部电路的运放,其输入阻抗通常为几兆欧,采用场效应管的可高达10(12次方)Ω。


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