ABC
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这里给大家介绍一款由5个晶体管、2个电阻构成的简易运算放大器,或许能帮助一些人学习晶体管运算放大器的内部工作原理。
当然,这款运算放大器的性能并不出色,存在失调电压大、偏置电流高、开环增益低、带宽窄、输出级性能差等问题。市面上任何一款售价 10 美分的运算放大器都比它好用,但作为分立元件电路,它的结构足够简单,对于想要探究运算放大器内部工作原理、而非将其当作 “黑匣子” 使用的人来说,是个不错的学习工具!
绝大多数晶体管都可用于搭建该电路,我们选用了 2N3904、2N3906 晶体管,搭配两个1kΩ电阻,核心电路仅需±5V电源供电即可工作。电路采用一对10kΩ电阻实现反馈,配置为同相放大模式,增益为2(6dBV)。
文中附带了基于 LTspice 默认模型的仿真结果,同时也提供了实际电路测试响应数据 —— 测试结果显示电路实现了前文所述的2倍增益,且开环测试中使用了隔离变压器来完成相关测量。
请注意,在 LTspice 原理图中,VOL是用于测量开环增益的测试电压源,而实际测量时,隔离变压器的次级绕组也连接在该位置。
希望大家能从这个电路中获得乐趣
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小聪同学
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这款放大器的架构确实非常基础。其输出范围受输入共模电压限制:输出电压无法比输入电压低太多(约1V)。因此,电路其实应该再增加一级放大级。
为简化电路,还可以省去电流镜,给差分对(LTP)配备恒流源,这样至少能保证一定的共模抑制能力。
另外,电路还缺少频率补偿环节。
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ABC
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正如我们之前所说,这个电路的核心目的是让初学者在改进这款简易电路的过程中,理解运算放大器内部的基本工作特性
CCC
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我做了一块5BJT版本的面包板电路,其工作效果与LTSpice版本大致相同。作为差分放大器,它能在0-3.6V之间产生一个优好的正(余)弦波。但令我惊讶的是输出在超过10kHz后迅速衰减,我不认为自己引入了任何形式的多余电容。我需要构建交流模型来看看具体是什么情况。
我的教科书都没有对这类内容进行足够深入的讲解,看来我需要更高级别的教材。我平时只是购买保存完好的二手旧教材。