一种通用型集成运算放大器知识浅析

这里介绍一种通用型集成运算放大器，以741型集成电路运算放大器作为模拟集成电路的典型例子，其原理电路如图1a所示。该电路由输入级、偏置电路、中间级和输出级组成。

（1）偏置电路741型集成运放由24个晶体管、10个电阻和一个电容所组成。在体积小的条件下，为了降低功耗以限制温升，必须减小各级的静态工作电流，故采用微电流源电路。

图1 741型集成运算放大器

a）原理电路 b）简化电路

如图2a所示，由+Vcc→VT12→R5→VT11→- VEE构成主偏置电路，决定偏置电路的基准电流IREF。主偏置电路中的VT11和VT10组成微电流源电路（IREF≈IC11），由IC10供给输入级中VT2、VT4的偏置电流，且Ic10远小于IREF。

VT8和VT9为一对横向PNP型晶体管，它们组成镜像电流源（IE8=IE9），供给输入级VT1、VT2的工作电流（IE8≈IC10），这里IE9为IE8：的基准电流。于是IC1=IC2=（1+2/β）IC8/2，IC1≈IC3=IC4≈IC5=IC6。必须指出，输入级的偏置电路本身构成反馈环。可减小零点漂移。例如，当温度升高时，则产生如下的自动调整过程;

温度↑→（IC34+IC4） ↑→IE8↑→IE9↑→IC9↑→I3.4↓→（IC3+IC4） ↓

因为：IC9+I3、4=IC10≈常数

由此可见，由于IC10恒定，上述反馈作用保证了IC3和IC4十分恒定，从而起到了稳定工作点的作用。提高了整个电路的共模抑制比。

VT12和VT13构成双端输出的镜像电流源。VT12是一个双集电极的横向PNP型晶体管，可视为两个晶体管，它们的两个基-集结彼此并联。一路输出为VT13A集电极，使IC16+IC17=IC13B，主要作为中间放大级的有源负载;另一种输出为VT13A的集电极，供给输出级的偏置电流，使VT14、VT20工作在甲乙类放大状态。

（2）输入级 图b所示为741的简化电路，只是将图a中产生恒定电流的电路都用恒流源来代替。输入级是由VT1～VT6组成的差动式放大电路。由VT6的集电极输出。VT1、VT3和VT2、VT4组成共集共基复合差动电路，纵向NPN型晶体管VT1、VT2组成共集电路可以提高输入阻抗。