运放内部电路分析

运放内部电路分析

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/weixin_38345163/article/details/120500870

运算放大器（运放）是电子工程领域中一种重要的基础元件，广泛应用于信号放大、滤波、信号处理等电路中。本文将深入分析运放的内部电路结构，重点介绍741运放的工作原理，并通过仿真图展示其输入输出特性。此外，还将讨论频率补偿电容对运放稳定性的影响。

1 运放内部电路结构

下图为741运放的简化图，分为输入级、达林顿放大级和输出级。输入输出级上都有恒流源。

图：运放内部电路

1.1 输入级

图：差动输入的传递特性

重要的关系式：ic1=ic3=ic4，得出：io=ic4-ic2 即io=ic1-ic2，又有ic1+ic2=IA，

又根据三极管的饱和电压和热电流VT的关系得出：ic = Is * exp ( Veb / VT )

所以ic1 / ic2 = exp [ (Vn-Vp) / VT ] 联立上面的几个关系式得出

** io=IATanh[ (Vn-Vp) / 2VT ]*

这样也从上面的io输出可以看出当Vn=Vp的时候，理论上来是io应该是0的，

2 运放内部电路仿真

下面是一个741运放的内部原理图，输入500hz的正弦波，放大倍数为10倍（1+9k/1k），输出幅度为10v的500hz正弦波。

图：uA741的输入与输出波形

3 运放内部的补偿电容

注意到运放内部电路都有一个频率补偿电容，上图中就是C1，30p，这个电容就是补偿运放零点的，如果不加这个电容那么就会产生一个零点。

如下图所示：

图：无补偿电容时的幅频曲线

加上这个30p电容后

图：有补偿电容时的幅频曲线