集成运算放大器内部构造与工作原理解析

集成运算放大器内部构造及原理图解 集成运算放大器（以下简称集成运放）是一种高电压增益、高输入电阻和低输出电阻的多级直接耦合放大电路。它的类型很多，电路也不一样，但结构具有共同之处。 一、运算放大器内部构造 集成运放内部电路组成框图包括输入级、电压放大级、输出级和偏置电路等几个部分。输入级一般是由BJT、JFET或MOSFET组成的差动放大电路，利用它的对称特性可以提高整个电路的共模抑制比和其他方面的性能。电压放大级的主要作用是提高电压增益，它可由一级或多级放大电路组成。输出级一般由电压跟随器或互补电压跟随器构成，以降低输出电阻，提高带负载能力。偏置电路是为各级提供合适的工作电流。此外还有一些辅助环节，例如电平移动电路、过载保护电路和高频补偿电路等。 二、运算放大器的符号和工作原理 从常规运放符号看，除了输入、输出3个端子，正常工作时还需供电两个端子，这样一来，运放电路其实是个五端元件了。输 入端+、－的标记是依据两输入端与OUT端相互影响的电压变化趋势来规定的，若令IN+端接地（或施加固定不变之电压），信号从IN-端进入，输入电压升高时，输出电压是降低的，呈反相关系，则为反相放大器；反之，当信号从IN+端进入，输入电压与输出电压变化则是同步的，则为同相放大器。 三、运算放大器的工作原理分析 将三角形内部的输出级搬出来，即成为图中的b电路了。运放电路的典型供电电压为±15V，其输出级电路为NPN和PNP三极管构成的电压互补式放大器，Q1的c极接+15V，Q2的c极接－15V。±15V电源的公共地（+15V电源的负端）即为信号地（即 0V基准），此后所指输入电压、输出电压的高低，均指针对信号地而言。 我们先来从比较特性来出发，规定输入端IN+、IN-与输出级Q1、Q2的对应关系：IN+对应Q1，当IN+》IN-时，Q1导通，使OUT输出电压往+15V上靠拢；IN－对应Q2，当IN－》IN+时，Q2导通，使OUT输出电压往－15V上靠拢。当运放电路处于开环状态时，因其放大倍数无穷大之故，只要IN－和IN+之间略有电位差，输出电压就会无限放大。