增強運放的驅動能力


為什么需要增加運放的驅動能力?

大部分通用運放的提供或吸收的電流不超過30~40mA,而很多時候需要很大的負載驅動能力,因此需要設計電路來增強運放輸出的驅動能力。

 

BJT

仿真電路中,運放采用5V供電的低噪聲低功耗運放,BJT采用12V供電,提供所需要的高功率。

 電路模型  仿真電路

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


 Vin VS Vout


 Vb VS Vout

 
   
 輸出跟隨輸入,運放不是rail to rail,所以在接近電源軌時飽和  Vb比Vout高一個PN結的電壓
如上實現方式不限制於單位增益,可以增加合理的增益倍數,如下

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 電路模型  仿真電路

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Vin VS Vout  Vb VS Vout

 

 

 
 同相放大器,2倍放大,當輸入大於2V時輸出飽和  Vb和Vout同樣存在一個固定的電壓差

設計Checklist

  1. 要確保BJT的通流能力要大於負載電流,可以按70%降額。
  2. 晶體管功率,集電極和發射機之間的最大電壓差和負載最大電流的乘積為晶體管所能承受的最大功率,晶體管選型功率不能小於該值。 例如,所選晶體的最大功耗為0.5 W,電路中,如果晶體管提供功率的電壓Vcc=12V,Vout= 3V,負載R=5Ω,通過負載的電流為(3V)/(5Ω)= 600 mA,晶體管的集電極 - 發射極電壓為12 V - 3 V = 9 V.因此,功耗約為(600 mA)×(9 V)= 5.4 W,集電極電流在可接受的范圍內,但功率已超過10倍!通過使用較低的電源電壓或選擇更高功率的晶體管來解決此問題。
  3. 運放的輸出電流需要大於基極所需要的電流,也就是說運算放大器工作時仍然需要提供輸出電流,如果負載電流很高,而運算放大器輸出級很弱,電路功能就不正常。例如,如果負載電流為2500 mA,而晶體管是h FE = 100 ,則需要大約25 mA的基極電流。
  4. 選擇運放電源時必須考慮運放的輸出電壓始終比負載電壓高一個PN結的電壓。例如,假設需要0到4 V的負載電壓范圍; 5 V供電是否足夠?基准電壓可能需要高達4.9 V,如果運算放大器的輸出擺幅限制在正軌減去0.8 V,那么電路就不能正常工作。
  5. 當基極電壓超過集電極電壓約0.5 V時,BJT將開始進入飽和狀態,並且由於基極電壓比負載電壓高約0.7-0.9 V,因此BJT的集電極電壓(在此電路中與電源電壓)需要至少比最大所需負載電壓高0.9 V - 0.5 V = 0.4 V. (這些數字是近似值,將根據工作條件和晶體管的電氣特性而變化。),BJT飽和將導致負載電壓在達到BJT電源電壓之前達到穩定水平。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


免責聲明!

本站轉載的文章為個人學習借鑒使用,本站對版權不負任何法律責任。如果侵犯了您的隱私權益,請聯系本站郵箱yoyou2525@163.com刪除。



 
粵ICP備18138465號   © 2018-2025 CODEPRJ.COM