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晶体管OP放大器电路的应用电路

作者:时间:2012-04-28来源:网络收藏

将N沟JFET用在输入部分的差动放大上的

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/168107.htm

由于FET的流入栅极的电流是非常小的,所以用在的输入中,则能够提高本身的输入阻抗。这种OP可以用在取样保持电路和将输入阻抗非常高的传感器信号进行放大的电路上。

仅仅是电路的Tr1与Tr2用N沟JFET代替后的电路。然而,JFET与相比较,则器件本身的增益低,所以相位补偿电路的常数稍有不同。

要注意选择JFET漏饱和电流的档次。JFET的1DSS是漏源之间流动的最大电流(不破坏器件的限界,在JFET中不能流过IDSS以上的电流),所以必须选择比差动放大电路各自电流的设定值要大的IDSS的器件(或者必须将差动放大电路中流动的电流TQ8106P设定在比所选择器件的IDSS要小的值)。

由于差动放大电路各自的电流设定在1mA,所以Tr1与Tr2的1DSS必须在1mA以上。

在这里,选择通用N沟JFET2SK330(东芝)(关于2SK330的特性请参考第10章的表10.1)。

由于2SK330的1DSS最低是1.2mA,所以在该电路中,无论使用哪个档次都没有关系。但是,Tr1与Tr2必须作为差动放大的对管进行工作。为了器件特性尽可能的一致,要使用同一档次1DSS的器件。

还有,JFET的栅一源间电压VCGs(相当于双极的VBE)随IDSS有相当大的分散性。这里使用的2SK330,1DSS有1.2m~14mA的分散性,因此VGS的1~3V。

这样,FET是器件之间分散性大的器件,所以,如果连IDSS的档次都不一致,则差动放大电路肯定不工作。

进而,将JFET使用在OP电路的初级上,则由于器件之间的分散性所产生的影响也变大,故而有输入补偿电压变大的缺点。

在该电路中,想将输入补偿电压变小时,在Tr1、Tr2上使用单片式双管FET[例如2SK389(东芝)]就可以。单片式双管FET,由于是在一个半导体衬底上紧挨着形成FET,所以器件之间的各种特性差别是非常之小的。

将初级进行渥尔曼一自举化的OP放大器

将初级的差动放大电路进行渥尔曼一自拳化之后的OP放大器电路。进行渥尔曼一自举化之后的差动放大电路的特性变好,直至高频范围,电路都稳定地进行工作。即使在该电路,由于初级的频率特性扩展的原因,作为OP放大器,加上负反馈来使用时的稳定度就变好。

在渥尔曼电路的共发射极放大电路侧的Tr1,Tr2上,使用3V的齐纳二极管H23BLL来加上2.4V的集电极一发射极电压。

还有,即使对差动放大电路进行渥尔曼化,如果只在一边使用输出(如该电路所示),则可将另一边不使用的集电极负载去掉。

除了渥尔曼一自举电路之外,其他部分设计方法完全相同。

在初级采用电流镜像电路的OP放大器电路

在初级差动放大电路部分采用电流镜像电路的OP放大器电路。

这样一来,差动放大电路部分的增益变大,所以OP放大器整体的裸增益也变大。当OP放大器的裸增益变大,加上负反馈使用时,产生增益的设定精度高、噪声低和失真率变好等优点。

为此,几乎在所有的OP放大器1C的初级差动放大电路中,都加进这种电流镜像电路。

但是,使用电流镜像电路,则由于OP放大器的裸增益增大,加上负反馈使用时,不产生振荡的相位补偿就难于进行。

除了在Tr6的基极与电源间连接的R1和C1之外,还在Tr8与Tr9的基极间外加了相位补偿电路(R2+C2,R3+C3)。如果不这样,电路就不能稳定地工作。该补偿电路的常数也与R1、Cl-样,试着计算一下即可。

在使用电流镜像电路时,必须注意的是Tr。的集电极电位。这里的电位是从正电源偏向负电源的电位,它为Tr3发射极电阻的压降与Tr3的VBE之和的量。在电路中,Tr3的集电极电位为+13.4V(=+15V-lV-O.6V),由这个电位计算出Tr6发射极电阻的值即可。

然而,在电路中,除了初级的差动放大电路之外,为了取得完全相同的电路常数,采用调节电流镜像电路的发射极电阻(调到lkΩ)的方法。使Tr6的基极电位的值一样来设定发射电阻。

将第二级进行渥尔曼一自举化后的OP放大器电路

将第二级的共发射极电路进行渥尔曼一自举化后的OP放大器电路。

渥尔曼电路是消除密勒效应的影响,扩展了电路频率特性的电路。因此,越在密勒效应影响大的地方使用,其效果就越显著。通常,放大电路,在二级构成的OP放大器电路中,比起初级的差动放大电路来,第二级的共射极电路增益要大。

由这样的理由可知,对初级进行渥尔曼化,对第二级进行渥尔曼化更能扩展OP放大器的整体频率特性。

为此,电路频率特性变好。如果是在6dB增益处使用,处理图像信号都足够的。

渥尔曼一自举化后共射极部分的设计方法完全相同(但是,NPN晶体管,这里所表示的是PNP晶体管,有这点区别)。

在电路中,Tr4的集电极一发射极间电压设定为2.4V。齐纳二极管上流动的电流设定为Tr4、Tr5的发射极电流的1/10,即0.2mA。

如果想进一步扩展频率特性时,Tr5用fT高的晶体管代替即可。还有,虽然电路变得复杂些,也有对初级的差动放大电路进行渥尔曼一自举化的方法。

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