集成運(yùn)算放大器構(gòu)成交流放大電路的分析和設(shè)計(jì)

0 引言
集成運(yùn)算放大器(簡稱集成運(yùn)放或運(yùn)放)在電子電路中應(yīng)用非常廣泛。運(yùn)放的多數(shù)典型應(yīng)用電路在各類電子技術(shù)教科書中都有詳細(xì)和深入的分析，而用集成運(yùn)放構(gòu)成交流信號(hào)放大電路很多教科書卻沒有介紹，有些教科書雖有介紹，但是介紹簡單，分析不全面。用集成運(yùn)放構(gòu)成的交流放大電路具有線路簡單、免調(diào)試、故障率低等優(yōu)點(diǎn)，如今許多電子產(chǎn)品中的交流放大電路普遍采用運(yùn)放構(gòu)成，全面分析集成運(yùn)放構(gòu)成的各種交流放大電路的組成和參數(shù)計(jì)算，有助于對(duì)該類電路的檢修，以及合理設(shè)計(jì)和使用集成運(yùn)放構(gòu)成的交流放大電路。

1 運(yùn)放交流放大電路的分析
1．1 使用雙電源的運(yùn)放交流放大電路
為了使運(yùn)放在零輸入時(shí)零輸出，運(yùn)放的內(nèi)部電路是按使用雙電源的要求來設(shè)計(jì)的。運(yùn)放交流放大電路采用雙電源供電，可以增大動(dòng)態(tài)范圍。
1．1．1 雙電源同相輸入式交流放大電路
圖1是使用雙電源的同相輸入式交流放大電路。兩組電源電壓VCC和VEE相等。C1和C2為輸入和輸出耦合電容；R1使運(yùn)放同相輸入端形成直流通路，內(nèi)部的差分管得到必要的輸入偏置電流；RF引入直流和交流負(fù)反饋，并使集成運(yùn)放反相輸入端形成直流通路，內(nèi)部的差分管得到必要的輸入偏置電流；由于C隔直流，使直流形成全反饋，交流通過R和C分流，形成交流部分反饋，為電壓串聯(lián)負(fù)反饋。引入直流全反饋和交流部分反饋后，可在交流電壓增益較大時(shí)，仍能夠使直流電壓增益很小(為1倍)，從而避免輸入失調(diào)電流造成運(yùn)放的飽和。

無信號(hào)輸入時(shí)，運(yùn)放輸出端的電壓V0≈0V，交流放大電路的輸出電壓U0=0V；交流信號(hào)輸入時(shí)，運(yùn)放輸出端的電壓V0在-VEE～+VCC之間變化，通過C2輸出放大的交流信號(hào)，輸出電壓uo的幅值近似為VCC(VCC=VEE)。引入深度電壓串聯(lián)負(fù)反饋后，放大電路的電壓增益為放大電路輸入電阻Ri=R1／／γif。γif是運(yùn)放引入串聯(lián)負(fù)反饋后的閉環(huán)輸入電阻。γif很大，所以Ri=R1／γif≈R1；放大電路的輸出電阻R0=γof≈0，γof是運(yùn)放引入電壓負(fù)反饋后的閉環(huán)輸出電阻，rof很小。

1．1．2 雙電源反相輸入式交流放大電路
圖2是使用雙電源的反相輸入式交流放大電路。兩組電源電壓VCC和VEE相等。RF引入直流和交流負(fù)反饋，C1隔直流，使直流形成全反饋，交流通過R和C1分流，形成交流部分反饋，為電壓并聯(lián)負(fù)反饋。為了減小運(yùn)放輸入偏置電流造成的零點(diǎn)漂移，可以選擇R1=RF。引入深度電壓并聯(lián)負(fù)反饋后，放大電路的電壓增益為因?yàn)檫\(yùn)放反相輸入端虛地，所以放大電路的輸入電阻Ri≈R；放大電路的輸出電R0=r0f≈0。