如何提高运放的输出电流驱动能力

在本系列关于复合放大器的第1部分中，我们研究了如何提高运放的输出电流驱动能力。本文将介绍一种完成此任务的方法。

有一些应用程序可以只用一个理想的运算放大器，但不能在实践中仅用一个现实生活中的设备由于某些物理限制。幸运的是，它经常可能争取到第二个放大器的帮助，使两者的组合，适当地称为复合放大器，可以做到主放大器单独不能做到的。

复合放大器的稳定性考虑

副运放通常位于主运放的反馈回路内，如图1(a)所示。由二次器件引入的相位滞后会侵蚀相位裕度ɸ_米对于复合放大器，可能要采取适当的频率补偿措施。

图1所示。(a)复合电压放大器方框图。(b)找到开环增益a的电路_c复合放大器的噪声增益为1/β。

为了评估复合放大器的稳定性，我们将使用rate-of-closure (ROC)技术。这种技术要求我们进行绘图

1. 整体开环增益一个_c(=₁×一个₂)的复合放大器，以及
2. 它的噪声增益1/β，其中β是反馈系数复合放大器。

然后我们参考图2来识别当前的情况并进行评估ɸ_米相应的行动。

图2。(a)经常遇到的相位裕度情况是(b)频率无关和(b)频率相关的噪声增益为1/β(jf)。

找到一个_c和1/β，我们断开电路如图1(b)，在这里，次级放大器的输出阻抗大概是小得多比反馈网络给出的阻抗。接下来，我们施加一个测试电压V_t，最后我们让

\[a_c = \frac {V_o}{-V_f}\]

方程1

和

\[\frac {1}{\beta} = \frac {V_t}{V_f}\]

方程2

提高运放的输出电流驱动能力

大多数运放被设计为提供不超过几十毫安的输出电流。例如，古老的741运放可以处理最多25ma的输出电流。试图超过这个值激活一些内部的看门狗电路，防止实际电流进一步增加。

在这种情况下，运放将不再正常工作，但至少它将受到保护，避免由于过度的功率损耗而可能造成的损坏。

提高运放输出电流驱动能力的一种流行方法是使用电压缓冲器，如图3(A)所示。

图3。(a)使用缓冲器提高运放的输出电流驱动。(b)详细的缓冲原理图。

Q的函数₁是来源(还是推)到负载R的电流_l，而Q₂是沉(还是?拉)电流出R_l;这就是为什么Q₁q₂对可以形成a推挽输出级。晶体管问_3.和问₄有双重目的:

• 它们提供一个达林顿型函数来提高从输入节点到输出节点的电流增益。
• 他们的基极-发射极电压降被设计成保持Q₁和问₂即使在没有任何输出负载的情况下已经导电，这就是为什么Q₁和问₂也可以说形成aAB级输出级。类AB操作阻止B类操作固有的失真。

要获得更详细的分析，请参阅图3(b)的完整示意图，其中我们注意到以下内容:

• 的问₅q₆和问₇q₈对形成两个当前的镜子共享相同偏置电流我_偏见,在那里

\ [I_{偏见}= \压裂{(V_ {CC} -V_ {EBp})——(V_ {EE} + V_ {EBn})} {R_{偏见}}\]

方程3

• 问₆和问₈我的镜子_偏见用它来偏向Q_3.和问₄,分别。因此，Q_3.和问₄发展基极-发射极电压降V_EB3和V_BE4。
• 回应V_EB3和V_BE4,问₁和问₂发展基地-发射极滴V_BE1和V_申请这样

\[v_ {be1} + v_ {eb2} = v_ {eb3} + v_ {be4}\]

方程4

• 在没有任何负载，Q₁和问₂必须画出相同电流。根据式4,Q画出的共同电流₁和问₂一定等于Q画的_3.和问₄，也就是I_偏见。因此，在无负载时，集电极电流满足该条件我_C1=我_C2=我_C3=我_C4=我_偏见。

在下一篇文章中，我们将通过在PSpice中模拟我们的电压缓冲器来扩展这个讨论，并利用这个分析来提高我们的741运放的电流输出驱动。