廣東可易亞半導體科技有限公司

國家高新企業

cn en

應用領域

電子干貨|運放電路詳細分析及運放選型-KIA MOS管

信息來源:本站 日期:2021-09-18 

分享到:

電子干貨|運放電路詳細分析及運放選型-KIA MOS管


運放電路分析

先來了解一下運放電路的內部結構和原理,對于我們來說運算放大器是模擬電路中十分重要的元件,它能組成放大、加法、減法、轉換等各種電路,我們可以運用運放的“虛短”和“虛斷”來分析電路,然后應用歐姆定律等電流電壓關系,即可得輸入輸出的放大關系等。


由于運放的電壓放大倍數很大,一般通用型運算放大器的開環電壓放大倍數都在80 dB以上。而運放的輸出電壓是有限的,一般在 10 V~14 V。


因此運放的差模輸入電壓不足1 mV,兩輸入端近似等電位,相當于“短路”。開環電壓放大倍數越大,兩輸入端的電位越接近相等。


“虛短”是指在分析運算放大器處于線性狀態時,可把兩輸入端視為等電位,這一特性稱為虛假短路,簡稱虛短。顯然不能將兩輸入端真正短路。


由于運放的差模輸入電阻很大,一般通用型運算放大器的輸入電阻都在1MΩ以上。因此流入運放輸入端的電流往往不足1uA,遠小于輸入端外電路的電流。


故通常可把運放的兩輸入端視為開路,且輸入電阻越大,兩輸入端越接近開路。“虛斷”是指在分析運放處于線性狀態時,可以把兩輸入端視為等效開路,這一特性稱為虛假開路,簡稱虛斷。顯然不能將兩輸入端真正斷路。


下面本文用虛斷和虛斷方法來對實際的電路進行分析,如圖1-1所示,是常見的反相比例運算放大電路:

運放電路 運放選型

圖1-1.方向比例運算放大電路


在反相放大電路中,信號電壓通過電阻R1加至運放的反相輸入端,輸出電壓Vo通過反饋電阻Rf反饋到運放的反相輸入端,構成電壓并聯負反饋放大電路。


運放的同相端接地=0V,反相端和同相端虛短,所以也是0V,反相輸入端輸入電阻很高,虛斷,幾乎沒有電流注入和流出,那么R1和Rf相當于是串聯的,流過一個串聯電路中的每一只組件的電流是相同的,即流過R1的電流和流過Rf的電流是相同的。


根據歐姆定律:

Is= (Vs- V-)/R1................(1)

If= (V- - Vo)/Rf...............(2)

V- = V = 0 ....................(3)

Is= If ........................(4)

求解后可能Vo== (-Rf/R1)*Vi


在分析電路的過程中,暫時不用管運放的其他特性,就根據虛短和虛斷的特性來分析。當然,若運放不工作在放大區時,不滿足虛短和虛斷發條件,不能使用此種方法來分析,如比較器。


如下圖1-2,是運放實現的加法器,用虛短和虛斷的方法來分析此電路。


運放電路 運放選型

圖1-2.運放實現的加法器


由于電路存在虛短,運放的凈輸入電壓vI=0,反相端為虛地。

vI=0,vN=0.......................(5)

反相端輸入電流iI=0的概念,通過R2與R1的電流之和等于通過Rf的電流故

(Vs1 – V-)/R1 (Vs2 – V-)/R2

= (V- –Vo)/Rf.......(6)

如果取R1=R2=R3,由a,b兩式解得

-Vout=Vs1 Vs.......................(7)

式(7)中負號為反相輸入所致,若再接 反相電路,可消去負號。


簡言之,虛短是運放正輸入端和負輸入端的電壓相等,近似短路;虛斷是流入正負輸入端的電流為0。只要掌握了這一點,再運用歐姆定律,即可很容易的分析同相比例放大電路,反向比例放大電路等常用的運放放大電路。


運放選型

下面分類介紹什么情況下選擇什么樣的運放。


1.通用型運算放大器

通用型運算放大器就是以通用為目的而設計的。這類器件的主要特點是價格低廉、產品量大面廣,其性能指標能適合于一般性使用。例mA741(單運放)、LM358(雙運放)、LM324(四運放),它們是目前應用 為廣泛的集成運算放大器。


2.精密運算放大器

精密運算放大器一般指失調電壓低于1mV的運放,對于直流輸入信號,輸入失調電壓(VOS)和它的溫漂小就行,但對于交流輸入信號,我們還必須考慮運放的輸入電壓噪聲和輸入電流噪聲,在很多應用情況下輸入電壓噪聲和輸入電流噪聲顯得更為重要一些。


在傳感器類型和(或)其使用環境帶來許多特別要求時,例如超低功耗、低噪聲、零漂移、軌到軌輸入及輸出、可靠的熱穩定性和對數以千計讀數和(或)在惡劣工作條件下提供一致性能的可再現性,運算放大器的選擇就會變得特別困難。


精密放大電路會多一些電源去耦,濾波等特殊設計的電路。主要區別在于運算放大器上,精密運算放大器的性能比一般運放好很多,比如開環放大倍數更大,CMRR更大,速度比較慢,GBW,SR一般比較小。失調電壓或失調電流比較小,溫度漂移小,噪聲低等等。


好的精密運放的性能遠不是一般運算放大器可以比得,一般運放的失調往往是幾個mV,而精密運放可以小到1uV的水平。要放大微小的信號,必須用精密運放,用了一般的運放,它自身都會帶入很大的干擾。


要通過外圍電路改善,小幅或者微調可以,但無法大幅度或者徹底改變。 常用的精密運放就是OP07,以及它的家族,OP27,OP37,OP177,OPA2333。其他的還有很多,比如美國AD公司的產品,很多都是OPA帶頭的。


3.高阻型集成運算放大器

高阻型集成運算放大器的特點是差模輸入阻抗非常高,輸入偏置電流非常小,一般rid>(109~1012)W,IIB為幾皮安到幾十皮安。


實現這些指標的主要措施是利用場效應管高輸入阻抗的特點,用場效應管組成運算放大器的差分輸入級。用FET作輸入級,不僅輸入阻抗高,輸入偏置電流低,而且具有高速、寬帶和低噪聲等優點,但輸入失調電壓較大。


常見的集成器件有LF356、LF355、LF347(四運放)及更高輸入阻抗的CA3130、CA3140等。


4.低溫漂型運算放大器

在精密儀器、弱信號檢測等自動控制儀表中,總是希望運算放大器的失調電壓要小且不隨溫度的變化而變化。低溫漂型運算放大器就是為此而設計的。


常用的高 、低溫漂運算放大器有OP-07、OP-27、AD508及由MOSFET組成的斬波穩零型低漂移器件ICL7650等。


5.高速型運放

高速型運放在快速A/D和D/A轉換器、視頻放大器中,要求集成運算放大器的轉換速率SR一定要高,單位增益帶寬BWG一定要足夠大,像通用型集成運放是不能適合于高速應用的場合的。


高速型運算放大器主要特點是具有高的轉換速率和寬的頻率響應。常見的運放有LM318、mA715等,其SR=50~70V/us,BWG>20MHz。


6.低功耗型運放

低功耗型運放由于電子電路集成化的 大優點是能使復雜電路小型輕便,所以隨著便攜運算放大器式儀器應用范圍的擴大,必須使用低電源電壓供電、低功率消耗的運算放大器相適用。


常用的運算放大器有TL-022C、TL-060C等,其工作電壓為±2V~±18V,消耗電流為50~250mA。目前有的產品功耗已達微瓦級,例如ICL7600的供電電源為1.5V,功耗為10mW,可采用單節電池供電。


7.高壓大功率型運算放大器

高壓大功率型運算放大器的輸出電壓主要受供電電源的限制。在普通的運算放大器中,輸出電壓的 大值一般僅幾十伏,輸出電流僅幾十毫安。若要提高輸出電壓或增大輸出電流,集成運放外部必須要加輔助電路。


高壓大電流集成運算放大器外部不需附加任何電路,即可輸出高電壓和大電流。例如D41集成運放的電源電壓可達±150V,mA791集成運放的輸出電流可達1A。


相信通過上面的介紹,對不同使用條件下是否能使用同一種運放,顯然是比較清楚的,實際選擇集成運放時,還應考慮其他因素。


例如信號源的性質,是電壓源還是電流源;負載的性質,集成運放輸出電壓和電流的是否滿足要求;環境條件,集成運放允許工作范圍、工作電壓范圍、功耗與體積等因素是否滿足要求。



聯系方式:鄒先生

聯系電話:0755-83888366-8022

手機:18123972950

QQ:2880195519

聯系地址:深圳市福田區車公廟天安數碼城天吉大廈CD座5C1


請搜微信公眾號:“KIA半導體”或掃一掃下圖“關注”官方微信公眾號

請“關注”官方微信公眾號:提供  MOS管  技術幫助

 




主站蜘蛛池模板: 国产精品免费精品自在线观看| 日本一道一区二区免费看 | 5╳社区视频在线5sq| 娇妻之欲海泛舟1一42| 久久久久久久久久久福利| 朝鲜女**又多又黑毛片全免播放| 亚洲福利一区二区三区| 百合潮湿的欲望| 啊灬嗯灬快点啊灬轻点灬啊灬| 韩国精品福利vip5号房| 国产精品va在线观看无码| 91精品手机国产免费| 天天操免费视频| 一级毛片在线播放| 无码A级毛片日韩精品| 久久天天躁狠狠躁夜夜躁2014| 欧美一卡2卡3卡4卡免费| 亚洲第一福利网| 男人操心女人的视频| 北岛玲日韩精品一区二区三区| 色综合综合在线| 国产午夜福利100集发布| 免费福利在线观看| 国产精品亚洲成在人线| 91中文字幕yellow字幕网| 夜夜夜夜猛噜噜噜噜噜试看| www.日本在线播放| 怡红院亚洲色图| 中文在线免费视频| 无码中文人妻在线一区二区三区| 久久天天躁狠狠躁夜夜av| 日韩精品久久久久久| 亚洲Av无码一区二区二三区| 樱花草视频www| 亚洲伊人久久大香线蕉| 欧美日本免费一区二区三区| 亚洲精品中文字幕无乱码| 牛牛在线精品免费视频观看 | 91av福利视频| 国精品无码一区二区三区在线| china男男versios|