運算放大器輸出電壓和功率擴展電路
發(fā)布時間:2011/10/10 14:42:47 訪問次數(shù):8062
運算放大器允許的輸出電壓和最大輸出功率是有限的,在運放的技術(shù)指標中都有規(guī)定,如F007的最大輸出電壓為±12V,靜態(tài)功耗≤150mW,這在某些場合是不夠大的,因此需采用擴展電路。 AD42866
(1)輸出電壓擴展電路常見的輸出電壓擴展電路如圖1-14所示。
圖l-14(a)中,當運放輸出負電壓較大時,三極管VT1基極為負偏置而飽和導(dǎo)通,輸出電壓Usc≈O;當運放輸出電壓為正電壓時,VT1截止,場效應(yīng)管VT2導(dǎo)通,輸出電壓Usc≈50V。因此當運放輸出由較大負電壓向正電壓變化時,擴展電路輸出電壓在o~-50V變化。
圖1-14 (b)電路的原理與圖1-14 (a)類似。圖1-14 (c)的最大輸出幅度約為運放本身的輸出幅度與其輸入電壓范圍之和。圖1-14(d)電路可使輸出幅度擴展到±29. 8V左右,并可在負載Rfz上得到約22W的峰值輸出功率。電容Cl的作用是改善高頻響應(yīng),并有助于提高動態(tài)穩(wěn)定性。此電路的頻率響應(yīng)特性,其平坦區(qū)為直流至30kHz。
圖l-14(e)中,當運放輸出較大的正電壓時,三極管VT1基極為負偏置而導(dǎo)通,VT2有基極電流流過而導(dǎo)通,從而使三極管VT3基極為負偏置(經(jīng)R1和R2分壓)而導(dǎo)通,擴展電路輸出約100V(105V-Uces,Uces為VT3飽和壓降);當運放輸出為負電壓時,VT1截止,VT2因得不到基極電流而截止,VT3基極為正偏壓而截止,擴展電路輸出約為-15V。因此當運放輸出由較大正電壓向負電壓變化時,擴展電路輸出約在+100~-15V變化。
(2)輸出功率擴展電路為了擴大運算放大器的輸出功率,可以在運放輸出端外接射極輸出器或源極榆出器。如要求雙極性輸出,就必須外接互補對稱電路,如圖1-15所示。
由三極管VT1(NPN型)和VT2(PNP型)組成互補對稱電路,為了保證VT1、VT2管工作在乙類但又不致產(chǎn)生交越失真,電路中加入二極管VD3、VD4。要求兩三極管的β相等,穿透電流要小;VD3、VD4特性分別與VT1、VT2管的輸入特性配合好,且VD3、VD4的門檻電壓分別接近或稍小于VT1、VT2管發(fā)射結(jié)的門檻電壓。
圖1-16為負載8Ω、峰值功率為20W的功率擴展電路。第一級由源極輸出器組成(場效應(yīng)管VT1、VT2),使輸出級和運放隔離,并提供三極管VT3工作電流。調(diào)節(jié)電位器RP,可改變輸出級的靜態(tài)電流。
輸出級由復(fù)合管VT6、VT7(NPN型)和VT8、VT9(PNP型)組成互補對稱電路,可得到大的電流放大倍數(shù)。VT4、VT5為限流保護電路,當輸出電流過大時,過流采樣電阻R4、R5上的壓降增大,即加于三極管VT4、VT5的基極偏壓增大,使它們的導(dǎo)通程度增大(正常時兩管截止),集電極電流增加,從而使未穩(wěn)壓直流電源兩組復(fù)合管的基極電流減小,限制輸出電流的增大。
http://pengruixin222.51dzw.com
運算放大器允許的輸出電壓和最大輸出功率是有限的,在運放的技術(shù)指標中都有規(guī)定,如F007的最大輸出電壓為±12V,靜態(tài)功耗≤150mW,這在某些場合是不夠大的,因此需采用擴展電路。 AD42866
(1)輸出電壓擴展電路常見的輸出電壓擴展電路如圖1-14所示。
圖l-14(a)中,當運放輸出負電壓較大時,三極管VT1基極為負偏置而飽和導(dǎo)通,輸出電壓Usc≈O;當運放輸出電壓為正電壓時,VT1截止,場效應(yīng)管VT2導(dǎo)通,輸出電壓Usc≈50V。因此當運放輸出由較大負電壓向正電壓變化時,擴展電路輸出電壓在o~-50V變化。
圖1-14 (b)電路的原理與圖1-14 (a)類似。圖1-14 (c)的最大輸出幅度約為運放本身的輸出幅度與其輸入電壓范圍之和。圖1-14(d)電路可使輸出幅度擴展到±29. 8V左右,并可在負載Rfz上得到約22W的峰值輸出功率。電容Cl的作用是改善高頻響應(yīng),并有助于提高動態(tài)穩(wěn)定性。此電路的頻率響應(yīng)特性,其平坦區(qū)為直流至30kHz。
圖l-14(e)中,當運放輸出較大的正電壓時,三極管VT1基極為負偏置而導(dǎo)通,VT2有基極電流流過而導(dǎo)通,從而使三極管VT3基極為負偏置(經(jīng)R1和R2分壓)而導(dǎo)通,擴展電路輸出約100V(105V-Uces,Uces為VT3飽和壓降);當運放輸出為負電壓時,VT1截止,VT2因得不到基極電流而截止,VT3基極為正偏壓而截止,擴展電路輸出約為-15V。因此當運放輸出由較大正電壓向負電壓變化時,擴展電路輸出約在+100~-15V變化。
(2)輸出功率擴展電路為了擴大運算放大器的輸出功率,可以在運放輸出端外接射極輸出器或源極榆出器。如要求雙極性輸出,就必須外接互補對稱電路,如圖1-15所示。
由三極管VT1(NPN型)和VT2(PNP型)組成互補對稱電路,為了保證VT1、VT2管工作在乙類但又不致產(chǎn)生交越失真,電路中加入二極管VD3、VD4。要求兩三極管的β相等,穿透電流要;VD3、VD4特性分別與VT1、VT2管的輸入特性配合好,且VD3、VD4的門檻電壓分別接近或稍小于VT1、VT2管發(fā)射結(jié)的門檻電壓。
圖1-16為負載8Ω、峰值功率為20W的功率擴展電路。第一級由源極輸出器組成(場效應(yīng)管VT1、VT2),使輸出級和運放隔離,并提供三極管VT3工作電流。調(diào)節(jié)電位器RP,可改變輸出級的靜態(tài)電流。
輸出級由復(fù)合管VT6、VT7(NPN型)和VT8、VT9(PNP型)組成互補對稱電路,可得到大的電流放大倍數(shù)。VT4、VT5為限流保護電路,當輸出電流過大時,過流采樣電阻R4、R5上的壓降增大,即加于三極管VT4、VT5的基極偏壓增大,使它們的導(dǎo)通程度增大(正常時兩管截止),集電極電流增加,從而使未穩(wěn)壓直流電源兩組復(fù)合管的基極電流減小,限制輸出電流的增大。
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