輸入阻抗及輸入級(jí)差動(dòng)放大運(yùn)算放大器講解

我們來(lái)看下T1、T2這兩個(gè)管子的作用，這兩個(gè)管子主要是用來(lái)提高輸入阻抗增益的。由于Q2本身的Ic電流很?。俣ㄊ?0uA），我們假定VB和VC是相等的，那么T1和T2的Ic也是相同的，這個(gè)每個(gè)管子的Ic只有10uA。假定這個(gè)這兩個(gè)管子每個(gè)管子的放大倍數(shù)是200，那么T1和T2這兩個(gè)管子每個(gè)管子分配的Ib電流只有 10uA/200 = 0.05uA = 50nA。

那么對(duì)于輸入信號(hào)而言，只有有500nA的通流能力，那么信號(hào)的輸入就不會(huì)失真。當(dāng)然這里只是估算，但是它從本質(zhì)上說(shuō)明了這個(gè)運(yùn)放對(duì)輸入信號(hào)的內(nèi)阻基本上是沒(méi)有要求的，不是說(shuō)內(nèi)阻一定要多小，需要多高的驅(qū)動(dòng)能力，這樣也就提高了這個(gè)運(yùn)放的通用性。當(dāng)然現(xiàn)在新型的晶體管運(yùn)放，使用的是兩級(jí)三極管去提高運(yùn)放的輸入阻抗，這樣信號(hào)就更不容易失真。

再一個(gè)這個(gè)運(yùn)放使用的是N管來(lái)提高輸入阻抗的，那么這里就有一個(gè)問(wèn)題，也就是如果N管是站在地上的。那么信號(hào)也就必須要具備驅(qū)動(dòng)N管的能力，至少信號(hào)在A點(diǎn)處產(chǎn)生的電壓值呀大于0.7V才行。這樣其實(shí)也就是提高了對(duì)信號(hào)的要求，大家想一想，對(duì)于一個(gè)本來(lái)就很微弱的信號(hào)，再對(duì)它的電壓幅值提要求，是不是有點(diǎn)不切實(shí)際。uA741為了解決這個(gè)問(wèn)題，使用了一個(gè)什么方案呢？它是使用雙電源供電來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題的，它給運(yùn)放提供了正負(fù)兩路電源，也就是說(shuō)T1、T2這兩個(gè)三極管它的E極電位其實(shí)并不是0V，而是負(fù)壓，這樣是不是就解決了輸入信號(hào)電平電位的問(wèn)題。但是這個(gè)動(dòng)作又帶來(lái)了新的問(wèn)題，那就是必須得有負(fù)壓電源，那么也就從另外一個(gè)方面增加了電路的成本。

目前較新的運(yùn)放，對(duì)內(nèi)阻的提高上，主要是使用雙P管的方案。這樣一方面提高了輸入阻抗，另外一方面對(duì)放大信號(hào)的電壓幅值沒(méi)有什么要求，相當(dāng)于對(duì)uA741這款運(yùn)放的輸入級(jí)進(jìn)行了改進(jìn)。

T5、T6這兩個(gè)管子起到什么作用呢？我們?cè)賮?lái)回顧一下這個(gè)運(yùn)放的工作過(guò)程，當(dāng)IN-大于IN+的時(shí)候，T2的Ic電流是不是大于T1的Ic電流，那么自然T5的Ic電流大于T6的Ic電流。我們是T5、T6這兩個(gè)管子，他們的基極電位是相同的，由于它們的Ic電流不同，所以它們的E極電位是不同的。由于T5的Ic大于T6的Ic，所以T5的Ve大于T6的Ve，所以Ibt5《Ibt6。大家注意一下T5和T6兩個(gè)管子的電流狀態(tài)，Ict6 《 Ict5， 然而Ibt6》ibt5，那說(shuō)明T5這個(gè)管子在往放大的狀態(tài)移動(dòng)，而T6這個(gè)管子在往飽和的方向移動(dòng)。當(dāng)IN-和IN+兩個(gè)管子的壓差達(dá)到一定程度的時(shí)候，T6這個(gè)管子也就達(dá)到深度飽和狀態(tài)。所以說(shuō)T5、T6這兩個(gè)管子的存在提高了差分的增益，使得T5這個(gè)管子的Vc輸出的電壓更高。

如果沒(méi)有這兩個(gè)管子，只有兩個(gè)電阻，那么輸入端的增益就要相對(duì)小不少，我們?cè)購(gòu)牧硗庖粋€(gè)角度說(shuō)明一下，T5本身的Rce也是一個(gè)可變電阻，它集電極到源之間的電流也就是Ic電流越大，那么也就是從源到T5集電極的內(nèi)阻越?。环催^(guò)來(lái)說(shuō)，也就是T5的Rce變得越來(lái)越大，這樣T5的Vc電壓也就越來(lái)越大。從這個(gè)角度上也可以看出來(lái)T5、T6這兩個(gè)管子的存在提高了輸入級(jí)的放大增益。

T7這個(gè)管子的存在主要是增加對(duì)稱性，減小運(yùn)算放大器本身不對(duì)稱帶來(lái)的誤差。這個(gè)我們下節(jié)課再分析。

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