運放加偏置電壓電路圖分析

　　單電源運放的介紹

　　單電源運放按照輸出擺幅分為2類：一類是以LM358，LM324等為代表的傳統(tǒng)單電源運放。他們的共同特點是輸出幅值不能擺動到電源電壓的上下限，因此限制了輸出電路的動態(tài)響應范圍;另一類是以TLV2472等為代表的（軌對軌）單電源運放，LM358運放，但討論的結果同樣實用于性能優(yōu)越的單電源運放。

　　單電源運放不僅可以單電源供電，而且也可以雙電源供電。如果采用雙電源供電，單電源運放就失去了他的優(yōu)勢，從而與普通的雙電源運放在使用上沒有太大的區(qū)別。因此本文只討論單電源運放的單電源供電工作方式。

　　單電源運放內部電路分析

　　通用單電源運放的內部電路原理圖基本相同，這里以LM358作為對象進行分析。LM358的內部電路原理圖如圖1所示。分析時按照偏置電路、差分輸入級、中間放大級、推挽輸出級4個部分逐一分析。

　　1）偏置電路

　　在TI公司LM358的數(shù)據(jù)手冊中，運放內部的偏置電路已經全部用等效電流源替代。這些電流源分別為整個電路提供合適的靜態(tài)工作點，或作為有源負載。

　　2）差分輸入級

　　輸入級是雙端輸入單端輸出的差分放大電路。其中Q1和Q4為縱向PNP管放大倍數(shù)大，Q2與Q3為橫向PNP管，發(fā)射結承壓高。電路采用的是共集共射形式，因此輸入級有較強的放大能力、較高的耐壓能力和較高的輸入電阻。

　　3）中間放大級

　　中間放大級也采用的是共集共射放大電路。Q10，Q11組成兩級共射跟隨器，使中間放大級具有很大的輸入電阻，從而進一步提高了輸入級的放大倍數(shù)。Q10，Q11雖然不能放大電壓，但是具有很大的電流放大倍數(shù)，可以為Q12提供更大的基極電流，同時100A的電流源也作為Q12的有源負載使中間級有很大的放大能力。

　　4）輸出級

　　輸出級分為2種情況。當雙電源供電時由Q5，Q6，Q13組成互補輸出級但是存在交越失真。當單電源供電時Q5，Q6組成兩級射級跟隨電路，使輸出級具有很低的輸出電阻。此時Q12的集電極電位：

　　輸出端的電位UO是Q13的發(fā)射級電位，所以Q13的發(fā)射結反偏截止。