《電子技術(shù)基礎(chǔ)》課件1課題三

第3章多級放大電路及集成運算放大器3.1多級放大電路3.2

差動式放大電路3.3功率放大電路3.4集成運算放大器簡介

在實際的電子設(shè)備中，為了得到足夠大的放大倍數(shù)或者使輸入電阻和輸出電阻達到指標要求，一個放大電路往往由多級組成。多級放大電路由輸入級、中間級及輸出級組成，如圖3.1所示。于是，可以分別考慮輸入級如何與信號源配合，輸出級如何滿足負載的要求，中間級如何保證放大倍數(shù)足夠大。各級放大電路可以針對自己的任務(wù)來滿足技術(shù)指標的要求，本章只討論由輸入級到輸出級組成的多級小信號放大電路。3.1多級放大電路

圖3.1多級放大電路框圖3.1.1級間耦合方式

1.阻容耦合阻容耦合是利用電容器作為耦合元件將前級和后級連接起來。這個電容器稱為耦合電容，如圖3.2所示。第一級的輸出信號通過電容器C2和第二級的輸入端相連接。

圖3.2阻容耦合兩級放大電路

(a)電路;

(b)直流通路

阻容耦合的優(yōu)點是：前級和后級直流通路彼此隔開，每一級的靜態(tài)工件點相互獨立，互不影響。便于分析和設(shè)計電路。因此，阻容耦合在多級交流放大電路中得到了廣泛應(yīng)用。阻容耦合的缺點是：信號在通過耦合電容加到下一級時會大幅衰減，對直流信號（或變化緩慢的信號）很難傳輸。在集成電路里制造大電容很困難，不利于集成化。所以，阻容耦合只適用于分立元件組成的電路。

2.變壓器耦合

變壓器耦合是利用變壓器將前級的輸出端與后級的輸入端連接起來，這種耦合方式稱為變壓器耦合，如圖3.3所示。將V1的輸出信號經(jīng)過變壓器T1送到V2的基極和發(fā)射極之間。V2的輸出信號經(jīng)T2耦合到負載RL上。Rb11、Rb12和Rb21、Rb22分別為V1管和V2管的偏置電阻，Cb2是Rb21和Rb22的旁路電容，用于防止信號被偏置電阻所衰減。

圖3.3變壓器耦合兩級放大電路

變壓器耦合的優(yōu)點是：由于變壓器不能傳輸直流信號，且有隔直作用，因此各級靜態(tài)工作點相互獨立，互不影響。變壓器在傳輸信號的同時還能夠進行阻抗、電壓、電流變換。變壓器耦合的缺點是：體積大、笨重等，不能實現(xiàn)集成化應(yīng)用。

3.直接耦合

直接耦合是將前級放大電路和后級放大電路直接相連的耦合方式，這種耦合方式稱為直接耦合，如圖3.4所示。直接耦合所用元件少，體積小，低頻特性好，便于集成化。直接耦合的缺點是：由于失去隔離作用，使前級和后級的直流通路相通，靜態(tài)電位相互牽制，使得各級靜態(tài)工作點相互影響。另外還存在著零點漂移現(xiàn)象?，F(xiàn)討論如下：（1）靜態(tài)工作點相互牽制。如圖3.4所示，不論V1管集電極電位在耦合前有多高，接入第二級后，被V2管的基極鉗制在0.7V左右，致使V2管處于臨界飽和狀態(tài)，導(dǎo)致整個電路無法正常工作。

圖3.4直接耦合放大電路

(2)零點漂移現(xiàn)象。由于溫度變化等原因，使放大電路在輸入信號為零時輸出信號不為零的現(xiàn)象稱為零點漂移。產(chǎn)生零點漂移的主要原因是由于溫度變化而引起的。因而，零點漂移的大小主要由溫度所決定。

3.1.2耦合對信號傳輸?shù)挠绊?/p>

1.信號源和輸入級之間的關(guān)系

信號源接放大電路的輸入級，輸入級的輸入電阻就是它的負載，因此可歸結(jié)為信號源與負載的關(guān)系。如圖3.5所示，放大電路的輸入電壓和輸入電流可用下面兩式計算：(3—1)(3—2)

圖3.5信號源內(nèi)阻、放大電路輸入電阻對輸入信號的影響(a)信號源內(nèi)阻降低輸入電壓;(b)信號源內(nèi)阻降低輸入電流

2.各級間關(guān)系中間級級間的相互關(guān)系歸結(jié)為：前級的輸出信號為后級的信號源，其輸出電阻為信號源內(nèi)阻，后級的輸入電阻為前級的負載電阻。如圖3.6所示,第二級的輸入電阻為第一級的負載，第三級的輸入電阻為第二級的負載，依次類推。圖3.6多級放大器級間關(guān)系

1）多級放大電路電壓放大倍數(shù)因為3.多級放大電路的動態(tài)分析

所以總的電壓放大倍數(shù)為

(3-3)即總的電壓放大倍數(shù)為各級放大倍數(shù)的連乘積。

2）多級放大電路的輸入、輸出電阻多級放大電路的輸入電阻就是第一級的輸入電阻，其輸出電阻就是最后一級的輸出電阻，如圖3.6所示。

例3.1電路如圖3.2所示，已知UCC=6V，Rb1=430Ω，Rc1=2kΩ，Rb2=270kΩ，Rc2=1.5kΩ，rbe2=1.2kΩ，β1=β2=50,C1=C2=C3=10μF，rbe1=1.6kΩ，求：(1)電壓放大倍數(shù)；(2)輸入電阻、輸出電阻。解

(1)電壓放大倍數(shù)

在工程上電壓放大倍數(shù)常用分貝表示，折算公式為上題用分貝可表示為(2）輸入電阻、輸出電阻3.1.3放大電路的頻率特性在實際應(yīng)用中，放大器所放大的信號并非單一頻率，例如，語言、音樂信號的頻率范圍在20～20000Hz，圖像信號的頻率范圍在0～6MHz，還有其它范圍。所以，要求放大電路對信號頻率范圍內(nèi)的所有頻率都具有相同的放大效果，輸出才能不失真地重顯輸入信號。實際電路中存在的電容、電感元件及三極管本身的結(jié)電容效應(yīng)，對交流信號都具有一定的影響。所以，對不同頻率具有不同的放大效果。因這種原因所產(chǎn)生的失真稱為頻率失真。

1.幅頻特性共射極放大電路的幅頻特性如圖3.7所示。從幅頻特性曲線上可以看出，在一個較寬的頻率范圍內(nèi)，曲線平坦，這個頻率范圍稱為中頻區(qū)。在中頻區(qū)之外的低頻區(qū)和高頻區(qū)，放大倍數(shù)都要下降。引起低頻區(qū)放大倍數(shù)下降的原因是由于耦合電容C1、C2及Ce的容抗隨頻率下降而增大所引起。圖3.7共射極放大電路的幅頻特性(a)電路；

(b)幅頻特性

高頻區(qū)放大倍數(shù)的下降原因是由于三極管結(jié)電容和雜散電容的容抗隨頻率增加而減小所引起。結(jié)電容通常為幾十到幾百皮法，雜散電容也不大，因而頻率不高時可視為開路。在高頻時輸入的電流被分流，使得IC減小，輸出電壓降低，導(dǎo)致高頻區(qū)電壓增益下降，如圖3.8所示。

圖

3.8高頻通路

2.通頻帶

把放大倍數(shù)Aum下降到時對應(yīng)的頻率稱為下限頻率fL和上限頻率fH，夾在上限頻率和下限頻率之間的頻率范圍稱為通頻帶fBW。(3—4)

兩級放大電路的幅頻特性如圖3.9所示。由圖可見，多級放大電路雖然提高了中頻區(qū)的放大倍數(shù)，但通頻帶變窄了，這是一個重要的概念。圖3.9兩級放大電路的通頻帶

3.2差動放大電路3.2.1差動放大電路的組成圖3.10所示為典型差動放大電路，它由兩個完全相同的單管共射極電路組成。差動式放大電路有兩個輸入端，兩個輸出端，要求電路對稱，即V1、V2的特性相同，外接電阻對稱相等，各元件的溫度特性相同。輸出信號從兩個集電極輸出，這種方式稱為雙端輸出；VE

稱為共發(fā)射極電阻，可使靜態(tài)工作點穩(wěn)定。圖3.10典型差動放大

Uo=Uo1–Uo2=0

當(dāng)溫度變化時，兩個單管放大電路的工作點都要發(fā)生變動，因而產(chǎn)生漂移ΔUo1和ΔUo2，但是，由于電路是對稱的，所以ΔUo1=ΔUo2，差動放大電路的輸出漂移ΔUod=ΔUo1－ΔUo2=0，,即消除了零點漂移。

3.2.2差動放大電路的工作原理

1.抑制零點漂移的原理

靜態(tài)時Ui1=Ui2=0，由于電路左右對稱，輸入信號為零時,輸出電壓為

2.輸入信號分析

（1）共模輸入。在差動式放大電路的兩個輸入端加上一對大小相等極性相同的信號，即Ｕi1

=Ｕi2，這種輸入方式稱為共模輸入。共模輸入信號用Ｕic表示。共模輸入時的輸出電壓Ｕoc1=Ｕoc2=AuＵicＵoc=Ｕoc1－Ｕoc2＝０共模電壓放大倍數(shù)

（３－8）

（2）差模輸入。當(dāng)加在兩個輸入端之間的輸入信號Uid被輸入端對地的電阻分壓，它們各分得Uid的一半，但極性相反。即

這相當(dāng)于在兩個輸入端加上一對大小相等極性相反的信號，這樣的信號稱為差模信號。差模輸入信號用Ｕid表示。因兩側(cè)電路對稱，故放大倍數(shù)相等，則

V1管的輸出電壓

Uo1=AuUi1

V2管的輸出電壓

Uo2=Au

Ui2

差模輸出電壓

Uod=

Uo1－Uo2=Au（Ui1－Ui2）

=AuUid

差模電壓放大倍數(shù)

可見，差模電壓放大倍數(shù)等于單管共射極放大電路的電壓放大倍數(shù)。

（3—5）

由于Rb>>rbe，如果接上RL，則式中

由于兩管對稱，RL電位不變，相當(dāng)于交流的地電位，對于單管來說負載是RL的一半，即。輸入電阻為

ri=2（Rs+rbe）（3—6）

因此輸入回路經(jīng)過兩個管的發(fā)射極和兩個Rs，則輸出電阻為

ro=2Rc

（3—7）

因此輸出端經(jīng)過兩個Rc。從上述分析可以看出，差動式放大電路用多一倍的元件為代價，換來了對零點漂移的抑制的能力。

(3—9)3.差動放大電路的功能在理想狀態(tài)下，即電路完全對稱時差動式放大電路對共模信號有完全的抑制作用。實際電路中，差動式放大電路不可能做到絕對對稱，這時Ｕoc≠0，Auc≠0，即共模輸出電壓不等于零，共模電壓放大倍數(shù)不等于零。為了衡量差動式電路對共模信號的抑制能力，將Aud與Auc之比稱為共模抑制比，用KCMRR表示，即

由上式可以看出，KCMRR越大，差動式放大電路放大差模信號（有用信號）的能力越強，抑制共模信號（無用信號）的能力越強，即KCMRR越大越好。理想差動式電路的共模抑制比KCMRR→∞。后面我們將討論如何提高共模抑制比。由于KCMRR＝|Ad/Ac|,即在保證Aud不變的情況下，如何降低Ac，從而提高KCMRR。3.2.3差動放大電路的計算一般情況下,電路不可能做到絕對對稱,因此,兩個單管放大電路的輸出電壓漂移不可能完全抵消,不能抵消的部分即為差動式放大電路的輸出漂移。圖3.10所示的原理電路中,兩個單管放大電路的工作點都未加以穩(wěn)定,輸出漂移都比較大,所以,差動式放大電路零漂電壓比較大，只有減小每個單管放大電路的輸出電壓漂移,才能有效地減小差動式放大電路的輸出電壓漂移,改進電路如圖3.11所示,就是在圖3.10所示電路的基礎(chǔ)上增加了射極電阻Re和負電源ＵEE。

圖3·11

帶Re的差動式放大電路

例如當(dāng)溫度上升時，兩個三極管射極電流同時增大，流過射極電阻Re的電流增加，射極電位升高，使兩管發(fā)射結(jié)壓降同時減小，基極電流也都減小，從而阻止了兩管集電極電流隨溫度升高而增大。這就穩(wěn)定了兩個單管放大電路的工作點，使其輸出電壓漂移減小，也就是減小了差動式放大電路的零點漂移。而在差模信號輸入時，由于兩個單管放大電路的輸入信號大小相等而極性相反，若輸入信號使一個三極管射極電流增加多少，則必然會使另一個三極管射極電流減小多少。因此，流過射極電阻的電流保持不變，使射極電位恒定，射極電阻Re對差模信號而言相當(dāng)于短路，并不影向差模電壓放大倍數(shù)。由于零點漂移等效于共模輸入，所以，射極電阻Re對于共模信號有很強的抑制能力。

射極電阻Re越大，對于零點漂移和共模信號的抑制作用越顯著。但Re越大，產(chǎn)生的直流壓降就越大。為了補償Rb上的直流壓降，使射極基本保持零電位，故增加負電源ＵEE，此時，基極電流Ｉb可由ＵEE提供，圖3.10中的Rb1、Rb２可以省去。當(dāng)Re選得較大時，維持正常工作電流所需的負電源將很高，例如，若選Re=100kΩ，則維持1mA射極電流所需的負電源ＵEE競高達200V，顯然是不可取的。為了解決這個問題，可以采用恒流源電路代替射極電阻Re，其電路如圖3.12（ａ）所示。圖中Ｖ3管采用分壓式偏置電路，無論Ｖ1、Ｖ2管有無信號輸入，Ib3恒定，IC3恒定，所以Ｖ3管稱為恒流管。恒流源的靜態(tài)電阻Ｕ/Ｉ很小，所以不需要太大的ＵEE就可以得到合適的工作電流。

在圖3.12中，ＩC3＝IE3，由于ＩC3恒定，故IE3恒定，則ΔIE0,這時動態(tài)電阻rd為

恒流源對動態(tài)信號呈現(xiàn)高達幾兆歐的電阻，rd相當(dāng)于Re，所以，對差模電壓放大倍數(shù)Aud無影響。對共模信號有很強的抑制能力，使Auc→0，這時KCMRR→∞。實現(xiàn)了在不增加負電源UEE的同時，提高了共模抑制比的目的。恒流源電路可用恒流源圖形符號表示，如圖３.12所示。

圖3.12

具有恒流源的差動式放大電路（ａ）恒流源差放電路；（ｂ）圖形符號

3.2.5差動式放大電路的輸入和輸出方式差動式放大電路有兩個輸入端和兩個輸出端,除了前面討論的是雙端輸入雙端輸出式電路以外,還經(jīng)常采用單端輸入方式和單端輸出方式。共有四種輸入輸出方式的差動式放大電路，如圖3.13所示。其中，圖（a）為雙端輸入雙端輸出方式，圖（b）為雙端輸入單端輸出方式，圖（c）為單端輸入雙端輸出方式，圖（d）為單端輸入單端輸出方式。

圖3.13差動式放大電的輸入和輸出方式雙端輸入雙端輸出;

（b）雙端輸入單端輸出;（c）單端輸入雙端輸出;單端輸入單端輸出3.3功率放大電路

3.3.1功率放大電路的特點及分類

1.特點（1）輸出功率足夠大。（2）效率高。（3）非線性失真小。

(4)保護及散熱。

2.功率放大器的分類功率放大器一般是根據(jù)功放管工作點選擇的不同進行分類的。有甲類、乙類及甲乙類功率放大器。當(dāng)靜態(tài)工作點Q設(shè)在負載線性段的中點，整個信號周期內(nèi)都有電流IC通過時，如圖3.14（a）所示，稱為甲類功放。若將靜態(tài)工作點Q設(shè)在橫軸上，則IC僅在半個信號周期內(nèi)通過，其輸出波形被削掉一半，如圖3.14（b）所示，稱為乙類功放。若將靜態(tài)工作點設(shè)在線性區(qū)的下部靠近截止區(qū)，則其IC的流通時間為多半個信號周期，輸出波形被削掉一部分。如圖3.14（c）所示，稱為甲乙類功放。圖3.14功率放大器的分類（a）

甲類功放;（b）

乙類功放;（c）

甲乙類功放

3.3.2乙類互補對稱功放

1.電路組成及工作原理選用兩個特性接近的管子，使之都工作在乙類狀態(tài)。一個在正弦信號的正半周工作，另一個在負半周工作，便可得到一個完整的正弦波形。圖3.15乙類互補對稱電路2.分析計算由于在正?；パa對稱功率放大電路中，V1、V2管交替對稱各工作半周，因此，分析V1、V2管工作的半周情況，可推知整個放大器的電壓、電流波形?，F(xiàn)以V1管工作的半周情況為例進行分析。當(dāng)ui=0時，iB1=iB=0，iC1=iC=0，uCE1=uCE=UCC。電路工作在Q點，如圖3.16所示，當(dāng)ui≠0時，交流負載線的斜率為-1/Rc。因此，過Q點作斜率為-1/RL′的直線即為交流負載線。如輸入信號ui足夠大，則可求出Ic的最大幅值Icm和Uce的最大幅值Ucem=UCC-Uces=IcmRL≈UCC。根據(jù)以上分析，可求出工作在乙類的互補對稱電路的輸出功率Po、管耗PV、直流電源供給的功率PU和效率η。圖3·16ui為正半周時的工作情況

（1）輸出功率Po。輸出功率用輸出電壓有效值和輸出電流有效值的乘積來表示。設(shè)輸出電壓的幅值為Uom，則因為

即(2）管耗PV。設(shè)uo=Uomsinωt時，則V1管的管耗為兩管管耗

（3）直流供給功率PU。直流電源供給的功率包括負載得到的功率和V1、V2管消耗的功率兩部分。當(dāng)ui=0時：當(dāng)ui≠0時：則（4）效率η。當(dāng)Uom≈UCC時：

由于Uom≈UCC忽略了管子的飽和壓降Uces，所以實際效率比這個數(shù)值要低一些。

3.3.3甲乙類互補對稱電路乙類互補對稱電路效率比較高，但由于三極管的輸入特性存在有死區(qū)，而形成交越失真。采用甲乙類互補對稱電路(如圖3.17所示)，可以克服交越失真問題。其原理是靜態(tài)時，在V1、V2管上產(chǎn)生的壓降為V3、V4管提供了一個適當(dāng)?shù)恼妷海怪幱谖?dǎo)通狀態(tài)。由于電路對稱，靜態(tài)時iC1=iC2，io=0，Uo=0。有信號時，由于電路工作在甲乙類，即使ui很小，也基本上可線性放大。圖3.17二極管偏置互補對稱電路

但上述偏置方法的偏置電壓不易調(diào)整，而在圖3.18所示電路中，設(shè)流入V4管的基極電流遠小于流過R1、R2的電流，則可求出Uce4=UBE4（R1+R2）/R2。因此，利用V4管的UBE4基本為一固定值（0.6~0.7V），只要適當(dāng)調(diào)節(jié)R1、R2的比值，就可改變V1、V2管的偏壓值。這種方法常稱為UBE擴大電路，在集成電路中經(jīng)常用到。圖3.18擴大電路

3.3.4采用復(fù)合管的互補對稱功率放大電路

1.復(fù)合管在功率放大電路中，如果負載電阻較小，并要求得到較大的功率，則電路必須為負載提供很大的電流。如RL=4Ω，額定功率PN=16W，則由PN=I2RL可得負載電流有效值為2A，若管子的β=20，則基極電流IB=100mA。一般很難從前級獲得這樣大的電流，因此需設(shè)法進行電流放大。通常在電路中采用復(fù)合管。

所謂復(fù)合管就是把兩只或兩只以上的三極管適當(dāng)?shù)剡B接起來等效成一只三極管。連接時，應(yīng)遵守兩條規(guī)則：①在串聯(lián)點，必須保證電流的連續(xù)性；②在并接點，必須保證總電流為兩個管子電流的代數(shù)和。復(fù)合管的連接形式共有四種，如圖3.19所示。圖3.19復(fù)合管的四種連接形式

觀察圖3.19可知：

(1)復(fù)合管的極性取決于推動級。即V1為NPN型，則復(fù)合管就為NPN型。

(2)輸出功率的大小取決于輸出管V2。

(3)若V1和V2管的電流放大系數(shù)為β1、β2，則復(fù)合管的電流放大系數(shù)β≈β1·β2。

2.復(fù)合管互補對稱功率放大電路

利用圖3.19（a）、（b）形式的復(fù)合管代替圖3.25中的V１和V２管，就構(gòu)成了采用復(fù)合管的互補對稱輸出級，如圖3.20所示。它可以降低對前級推動電流的要求，不過其直接為負載RL提供電流的兩個末級對管V3、V4的類型截然不同。在大功率情況下，兩者很難選配到完全對稱。圖3.21則與之不同，其兩個末級對管是同一類型，因此比較容易配對。這種電路被稱為準互補對稱電路。電路中Re1、Re2的作用是使V3和V２管能有一個合適的靜態(tài)工作點。圖3.20復(fù)合管互補對稱電路

圖3.21準互補對稱電路

3.3.5集成功率放大電路

1.ＯＴＬ互補對稱功率放大電路圖3.22為一典型OTL功率放大電路。由運算放大器Ａ組成前置放大電路，對輸入信號進行放大，Ｖ１～Ｖ７組成互補對稱電路，其中，Ｖ4和Ｖ6組成NPN型復(fù)合管，V5和V7組成PNP型復(fù)合管。V1、V2和V3為兩復(fù)合管基極提供偏置電壓，R7、R8用于減小復(fù)合管的穿透電流，穩(wěn)定電路靜態(tài)工作點，因此，R7、R8也稱為泄放電阻。Ｖ4集電極所接電阻R6是Ｖ4、V5管的平衡電阻。R9、R10分別是Ｖ6、V7的發(fā)射極電阻，用以穩(wěn)定靜態(tài)工作點，減小非線性失真，還具有過流保護作用。R11和R1構(gòu)成電壓并聯(lián)負反饋電路，用來穩(wěn)定電路的電壓放大倍數(shù)，提高電路的帶負載能力。圖3.22集成運放驅(qū)動的ＯＴＬ功率放大器

該電路工作原理簡述如下：靜態(tài)時，由R4、R5、V1、V2、V3提供偏置電壓使V4～V7微到通，且ie6=ie7，中點電位為UCC/2，uo

=0V。當(dāng)輸入信號ui為負半周時，經(jīng)集成運放對輸入信號進行放大，使互補對稱管基極電位升高,推動V4、Ｖ6管導(dǎo)通，V5、V7管趨于截止，ie6自上而下流經(jīng)負載，輸出電壓uo為正半周。當(dāng)輸入信號ui為正半周時，由運放對輸入信號進行放大，使互補對稱管基極電位降低，V4、Ｖ6管趨于截止，V5、V7管依靠C2上的存儲電壓（UCC/2）進一步導(dǎo)通，ie7自下而上流經(jīng)負載,輸出電壓uo為負半周。這樣，就在負載上得到了一個完整的正弦電壓波形。

2.OCL互補對稱功率放大電路圖3.23是一種集成運放驅(qū)動的實際OCL功率放大器。集成運算放大器主要起前置電壓放大作用。V4～V7組成OCL互補對稱電路，其中，Ｖ4和Ｖ6組成NPN型復(fù)合管，V5和V7組成PNP型復(fù)合管。V1、V2和V3為兩個復(fù)合管基極提供偏置電壓。R3、R1和C2構(gòu)成電壓串聯(lián)負反饋電路，用來穩(wěn)定電路的電壓放大倍數(shù)，提高電路的帶負載能力。該電路的工作過程與前面討論的OTL基本相同。

圖3.23集成運放驅(qū)動的OCL功率放大器

3.3.6功率放大器應(yīng)用中的幾個問題

1.功放管散熱問題功率放大器的工作電壓、電流都很大。功放管一般工作在極限狀態(tài)下，所以在給負載輸出功率的同時，功放管也要消耗部分功率，使管子升溫發(fā)熱，致使晶體管損壞。為此，應(yīng)注意功放管的散熱措施，通常是給功放管加裝由銅、鋁等導(dǎo)熱性良好的金屬材料制成的散熱片，由于功放管管殼很小，溫升的熱量主要通過散熱片傳送。

2.功放管的二次擊穿問題

圖3.24所示為晶體管擊穿特性曲線。AB段為一次擊穿，是由于Uce過大引起的雪崩擊穿，是可逆的，當(dāng)外加電壓減小或消失后管子可恢復(fù)原狀。若在一次擊穿后，iC繼續(xù)增大，管子將進入二次擊穿BC段，二次擊穿是不可逆的，致使管子毀壞。防止功放管二次擊穿的主要措施為：①改善管子散熱情況，使其工作在安全區(qū)；②應(yīng)用時避免電源劇烈波動，輸入信號突然大幅度增加，負載開路或短路等，以免出現(xiàn)過壓、過流；③在負載兩端并聯(lián)二極管和電容，以防止負載的感性引起功放管過壓或過流。在功放管的c、e端并聯(lián)穩(wěn)壓管以吸收瞬時過壓。圖3.24晶體管二次擊穿曲線3.4集成運算放大器簡介3.4.1集成運算放大器件外形圖常見的集成運算放大器有圓形、扁平形、雙列直插式等,按管腳有8管腳、14管腳等,其外形如圖3.25所示。其引線腳號排列順序標記,一般有色點、凹槽、管鍵及封裝時壓出的圓形等。

圖3.25集成運放外形結(jié)構(gòu)示意圖（ａ）、（b）

圓形結(jié)構(gòu)；（c）、（d）

扁平形雙列直插式結(jié)構(gòu)

3.4.2集成運算放大器內(nèi)部組成原理集成運算放大器內(nèi)部組成原理框圖如圖3.26所示。圖3.26集成運算放大器內(nèi)部組成原理框圖

1.輸入級輸入級是提高運算放大器質(zhì)量的關(guān)鍵部分,要求其輸入電阻高,為了能減小零點漂移和抑制共摸干擾信號,輸入級都采用具有恒流源的差動式放大電路,故也稱為差動輸入級。

2.中間級中間級的主要作用是提供足夠大的電壓放大倍數(shù)，故又稱為電壓放大級。,要求中間級本身具有較高的電壓增益。為了減小前級的影響，還應(yīng)具有較高的輸入電阻。另外，中間級還應(yīng)向輸出級提供較大的驅(qū)動電流，并能根據(jù)需要實現(xiàn)單端輸入、雙端差動輸出，或雙端差動輸入、單端輸出。

3.輸出級數(shù)輸出級的主要作用是輸出足夠的電流以滿足負載的需要，同時還需要有較高的輸入電阻和較低的輸出電阻，以起到將放大級和負載隔離的作用。輸出級一般由射級輸出器組成，以降低輸出電阻，從而提高電路的帶負載能力。

4.偏置電路偏置電路的作用是為各級提供合適的工作電流，一般由各種恒流源電路組成。此外，還有一些輔助環(huán)節(jié)，如電平移動電路，過載保護電路和高頻補償環(huán)節(jié)等。下面以通用型集成運算放大器μA741作為模擬集成電路的典型例子，其原理電路如圖3.27所示。圖3.27μA741內(nèi)部電路

從圖3.27可以看出，集成電路內(nèi)部是很復(fù)雜的，但對于使用者來說，重點是要掌握它們的管腳用途和放大器的主要參數(shù)，不一定要了解它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。從原理圖可以看出，這種運放電路有7個端點需要與外電路連接，通過7個管腳引出，各管腳的作用是：

2腳為反相輸入端，由此端接入輸入信號，則輸出信號與輸入信號反相；

3腳為同相輸入端，由此端接入輸入信號，則輸出信號與輸入信號同相；

6腳為輸出端；

4腳為負電源端，接－3V～—18V電源；

7腳為正電源端，接＋3V～＋18V電源；

1腳和5腳為外接調(diào)零電位器的兩個端子，一般情況，在這兩個引腳上接入10kΩ的線繞電位器，即可調(diào)零；

8腳為空腳。其管腳排列方式見圖3.25。3.4.3集成運放的符號、管腳構(gòu)成及主要參數(shù)

1.集成運放的符號與管腳構(gòu)成集成運放內(nèi)部電路隨型號的不同而不同，但基本框圖相同。集成運放有兩個輸入端：一個是同相輸入端，用“+”表示;另一個是反相輸入端，用“-”表示。輸出端用“+”表示。若將反相輸入端接地，信號由同相輸入端輸入，則輸出信號和輸入信