一種通用型集成運(yùn)算放大器知識淺析

這里介紹一種通用型集成運(yùn)算放大器，以741型集成電路運(yùn)算放大器作為模擬集成電路的典型例子，其原理電路如圖1a所示。該電路由輸入級、偏置電路、中間級和輸出級組成。

（1）偏置電路741型集成運(yùn)放由24個(gè)晶體管、10個(gè)電阻和一個(gè)電容所組成。在體積小的條件下，為了降低功耗以限制溫升，必須減小各級的靜態(tài)工作電流，故采用微電流源電路。

圖1 741型集成運(yùn)算放大器

a）原理電路 b）簡化電路

如圖2a所示，由+Vcc→VT12→R5→VT11→- VEE構(gòu)成主偏置電路，決定偏置電路的基準(zhǔn)電流IREF。主偏置電路中的VT11和VT10組成微電流源電路（IREF≈IC11），由IC10供給輸入級中VT2、VT4的偏置電流，且Ic10遠(yuǎn)小于IREF。

VT8和VT9為一對橫向PNP型晶體管，它們組成鏡像電流源（IE8=IE9），供給輸入級VT1、VT2的工作電流（IE8≈IC10），這里IE9為IE8：的基準(zhǔn)電流。于是IC1=IC2=（1+2/β）IC8/2，IC1≈IC3=IC4≈IC5=IC6。必須指出，輸入級的偏置電路本身構(gòu)成反饋環(huán)。可減小零點(diǎn)漂移。例如，當(dāng)溫度升高時(shí)，則產(chǎn)生如下的自動調(diào)整過程;

溫度↑→（IC34+IC4） ↑→IE8↑→IE9↑→IC9↑→I3.4↓→（IC3+IC4） ↓

因?yàn)椋篒C9+I3、4=IC10≈常數(shù)

由此可見，由于IC10恒定，上述反饋?zhàn)饔帽ＷC了IC3和IC4十分恒定，從而起到了穩(wěn)定工作點(diǎn)的作用。提高了整個(gè)電路的共模抑制比。

VT12和VT13構(gòu)成雙端輸出的鏡像電流源。VT12是一個(gè)雙集電極的橫向PNP型晶體管，可視為兩個(gè)晶體管，它們的兩個(gè)基-集結(jié)彼此并聯(lián)。一路輸出為VT13A集電極，使IC16+IC17=IC13B，主要作為中間放大級的有源負(fù)載;另一種輸出為VT13A的集電極，供給輸出級的偏置電流，使VT14、VT20工作在甲乙類放大狀態(tài)。

（2）輸入級 圖b所示為741的簡化電路，只是將圖a中產(chǎn)生恒定電流的電路都用恒流源來代替。輸入級是由VT1～VT6組成的差動式放大電路。由VT6的集電極輸出。VT1、VT3和VT2、VT4組成共集共基復(fù)合差動電路，縱向NPN型晶體管VT1、VT2組成共集電路可以提高輸入阻抗。?