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    運放的阻塞及消除措施
    2018-7-14 00:00 來源:原創   編輯:聚洵半導體科技(上海)有限公司
     

        集成運放出現阻塞現象時,放大電路將失去放大能力,相當于信號被運放阻斷一樣。例如電壓跟隨器就常發生阻塞現象,這是因為跟隨器的輸入、輸出電壓幅度相等,其輸入信號的幅度一般較大(跟隨器作為輸出級時),如果運放輸入級偏置電壓不大于輸入信號的峰一峰值,則輸入級在輸入信號峰值時會變為飽和狀態,當出現飽和時,輸入、輸出電壓變為同相,負反饋就變為正反饋。顯然,正反饋將導致輸入級一直處于飽和狀態,輸入信號將不能正常輸出,這就造成了阻塞現象。


      為了進一步說明阻塞現象的成因,舉例如下:圖(a)為晶體管輸入型運放的輸入級電路,現假定共模輸入電壓范圍小于 8V,并假定輸出信號的電壓振幅為 14V。若運放接成電壓跟隨器,參見圖(b),現有一個大于8V的信號加于同相輸入端(對應),當輸入信號處于正半周時,輸出電壓Vo也為正值,這個電壓Vo經反饋加在輸入差動放大電路Q2的基極,此時Q2將處于飽和導通狀態(集電結處于正向偏置),因此 Vs通過Q2的集電極電阻直接加在運放的輸出端,使運放出現阻塞現象。一旦發生阻塞,只能采用切斷電源的方法來破壞正反饋。即為恢復運放正常工作,需暫時切斷電源。這種阻塞現象具有極大的危險性,它可能使器件迅速損壞,其原因是:由圖(a)知輸入級采用NPN型晶體管組成差動放大電路,由于輸入信號幅度超過共模電壓的允許范圍,電路將在信號正峰值時出現阻塞,若信號源內阻較低,反饋電阻也較小,流過Q2集電結的電流就過大,有可能燒壞晶體管Q2,使集成運放損壞。另外,在輸出端上不論什么原因產生的輸出瞬時過壓也會造成阻塞現象。
      消除阻塞現象的方法一般可分為兩類:限制輸入電壓法和防止輸出瞬時過壓法。圖(b)所示電路即為限制輸入電壓鉗位法,圖中±Vcm為共模輸入電壓上、下限極限值,運用二極管D1D2實現將輸入電壓鉗位在±Vcm之間。這個方法具有通用性。當運放的電壓放大倍數大于l時,其鉗位電平值應降低相應的倍數。

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