一款简易分立运算放大器的电路图

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







2個讚

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。

1個讚

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

我做了一個5BJT版本的麵包板電路,它運作起來或多或少跟LT Spice版本一樣。作為一個差分放大器(diff. amp),它可以在0-3.9V之間產生漂亮的正弦波。但我很驚訝當頻率超過10kHz時,輸出迅速下降。我想我當時並沒有加上任何額外的電容值。我需要建立這個電路的交流模型,看看它的表現如何。

我的課本都沒有對這部分做足夠的說明,我想我需要更高等級的書籍。我只是買一些很舊的課本,但保存狀況良好。