單電源運(yùn)放的介紹

　　單電源運(yùn)放按照輸出擺幅分為2類：一類是以LM358，LM324等為代表的傳統(tǒng)單電源運(yùn)放。他們的共同特點(diǎn)是輸出幅值不能擺動(dòng)到電源電壓的上下限，因此限制了輸出電路的動(dòng)態(tài)響應(yīng)范圍;另一類是以TLV2472等為代表的（軌對(duì)軌）單電源運(yùn)放，LM358運(yùn)放，但討論的結(jié)果同樣實(shí)用于性能優(yōu)越的單電源運(yùn)放。

　　單電源運(yùn)放不僅可以單電源供電，而且也可以雙電源供電。如果采用雙電源供電，單電源運(yùn)放就失去了他的優(yōu)勢(shì)，從而與普通的雙電源運(yùn)放在使用上沒有太大的區(qū)別。因此本文只討論單電源運(yùn)放的單電源供電工作方式。

　　單電源運(yùn)放內(nèi)部電路分析

　　通用單電源運(yùn)放的內(nèi)部電路原理圖基本相同，這里以LM358作為對(duì)象進(jìn)行分析。LM358的內(nèi)部電路原理圖如圖1所示。分析時(shí)按照偏置電路、差分輸入級(jí)、中間放大級(jí)、推挽輸出級(jí)4個(gè)部分逐一分析。

　　1）偏置電路

　　在TI公司LM358的數(shù)據(jù)手冊(cè)中，運(yùn)放內(nèi)部的偏置電路已經(jīng)全部用等效電流源替代。這些電流源分別為整個(gè)電路提供合適的靜態(tài)工作點(diǎn)，或作為有源負(fù)載。

　　2）差分輸入級(jí)

　　輸入級(jí)是雙端輸入單端輸出的差分放大電路。其中Q1和Q4為縱向PNP管放大倍數(shù)大，Q2與Q3為橫向PNP管，發(fā)射結(jié)承壓高。電路采用的是共集共射形式，因此輸入級(jí)有較強(qiáng)的放大能力、較高的耐壓能力和較高的輸入電阻。

　　3）中間放大級(jí)

　　中間放大級(jí)也采用的是共集共射放大電路。Q10，Q11組成兩級(jí)共射跟隨器，使中間放大級(jí)具有很大的輸入電阻，從而進(jìn)一步提高了輸入級(jí)的放大倍數(shù)。Q10，Q11雖然不能放大電壓，但是具有很大的電流放大倍數(shù)，可以為Q12提供更大的基極電流，同時(shí)100A的電流源也作為Q12的有源負(fù)載使中間級(jí)有很大的放大能力。

　　4）輸出級(jí)

　　輸出級(jí)分為2種情況。當(dāng)雙電源供電時(shí)由Q5，Q6，Q13組成互補(bǔ)輸出級(jí)但是存在交越失真。當(dāng)單電源供電時(shí)Q5，Q6組成兩級(jí)射級(jí)跟隨電路，使輸出級(jí)具有很低的輸出電阻。此時(shí)Q12的集電極電位：

　　輸出端的電位UO是Q13的發(fā)射級(jí)電位，所以Q13的發(fā)射結(jié)反偏截止。