集成运算放大器的工作原理分析

集成运算放大器(以后简称集成运放)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，图1所示为集成运放的内部电路组成框图。图中输入级一般是由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，它的两个输人端构成整个电路的反相输入端和同相输入端。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∵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。如电平移动电路，过载保护电路以及高频补偿电路等。

图1 集成运放的内部电路组成框图

一个简单运算放大器的原理电路如图2a所示。VT1、VT2组成差动放大电路，信号由双端输入，单端输出。为了提高整个电路的电压增益，电压放大级由VT3、VT4组成复合管共射极电路。由VT5、VT6组成两级电压跟随器而构成电路的输出级，它不仅可以提高带负载的能力，而且可进一步使直流电位下降，以达到输入信号电压·uid=ui1-ui2为零时，输出电压uo=0和二极管VD组成低电压稳压电路以供给VT9的基准电压，它与VT9一起构成电流源电路以提高VT5的电压跟随能力。由此可见，运算放大器有两个输入端(即反相输入端1和同相输入端2)，与一个输出端3。与此相对应，在图2中画出了运算放大器的图形符号，其中反相输人端用“-”表示，同相输人端用“+”表示。该器件外端输入、输出相应地用N、P和0表示。

图2 原理电路与图形符号

a)原理电路 b)图形符号