LM386内部电路原理及特点解析

　LM386是集成OTL型功放电路的常见类型，是一种音频集成功放，具有自身功耗低、更新内链增益可调整、电源电压范围大、外接元件少和总谐波失真小等优点的功率放大器;与通用型集成运放的特性相似，是一个三级放大电路：第一级为差分放大电路;第二级为共射放大电路;第三级为准互补输出级功放电路。

1.引脚功能

① 1与8脚为增益调整端，当两脚开路时，电压放大数为20倍，当两脚间接10uf容时，电压放大倍数为200倍;

② 2脚为反相输入端;

③ 3脚为同相输入端;

④ 4脚为地端;

⑤ 5脚为输出端;

⑥ 6脚为电源正端;

⑦ 7脚为旁路端;

⑧ 6脚与地之间接10uf电容可消除可能产生的自激震荡，如无震荡7脚可悬空不接。

引脚图LM386的外形和引脚的排列如图所示。

LM386外形和引脚排列

查LM386的datasheet，电源电压4-12V或5-18V(LM386N-4);静态消耗电流为4mA;电压增益为20-200;在1、8脚开路时，带宽为300KHz;输入阻抗为50K;音频功率0.5W。

2.内部电路原理

LM386内部电路原理如图所示。内部电路基于典型的音频功率放大器配置，通常称为Lin拓扑。尽管很老，但它仍然几乎是无与伦比的，几乎所有的固态功率放大器都遵循它。LM386 内部电路分为输入级，电压放大器级(VAS)，输出级(OPS)和反馈网络：

LM386内部电路原理

2.1输入级

第一个模块是PNP发射极跟随器放大器(Q 1，Q 3)，它设置输入阻抗并定义DC工作点，使输入电压离地升高，因此电路将接受负输入信号至-0.4V。

两个50k输入电阻(R 1，R 3)都建立了到基极电流接地的路径，需要将输入耦合，以免干扰内部偏置，因此输入阻抗由这些电阻决定，并设置为50K。

电压增益分析：

差分放大器长尾对(Q 2，Q 4)的增益由两个增益设置电阻1.35K +150Ω(R5 + R5)调节。外部引脚1和8可以将增益从20(最小)调整到200(最大)。

可以在静态条件下(未施加输入信号)计算电压增益，如下所示：

LM386的电压增益分析

注意：

R4和R5两端的电压(Vdiff)只是差分输入电压(Vin)，因为LTP两侧的PNP晶体管(Q1，Q2，Q3和Q4)的基极-发射极压降相同。

由Q5和Q6形成的电流镜在LTP的两侧产生相等的电流。该电流标记为“ I”。

由于有电流镜，通过R8的电流强度等于2I，而忽略了通过两个15K电阻器(R6，R7)的电流(i7)，这两个电阻与电路的其他部分相比具有较大的阻抗，从而：

在上图中，很容易看出，如果i7 = 0，则：

所以：

该公式也可以用更通用的方式重写为：

其中Z 1-5和Z 1-8是相应引脚之间的阻抗。

没有任何外部组件，其增益为Gv = 2x15K /(150 + 1350)= 20(26 dB)。

在引脚1和8之间使用一个电容器(或捷径)，其增益为Gv = 2x15K / 150 = 200(46dB)。

　2.2电压放大级

共发射极放大器(Q7)将低幅度输入信号放大到直接耦合到输出级的合适电平

2.3输出级

它是AB类功率放大器，即推挽配置，其中每个晶体管都放大其对应的半波。

由于PNP晶体管的增益差的，Q 9和Q 10是在一个化合物PNP晶体管配置，其中β TOTAL =β Q9 Xβ Q10

分频器补偿：

二极管D 1和D 2用于补偿交叉失真。

实际上，在推挽拓扑结构中，晶体管直到输入信号开始超过其正向电压(Vbe)时才开始导通，正向电压(Vbe)是基极-发射极结上的电压(通常约为±0.6 V) 。

为了抵消晶体管的最小导通限制(Vbe)，需要对它们施加偏置，以使它们的空转电压永远不会低于正向电压(Vbe)。一定数量的电流(称为偏置电流)会不断地馈入晶体管的基极，以确保它们保持导通的牺牲效率。

使用二极管被证明是最好的解决方案之一：它提供一个取决于温度的压降，并且通过将热系数与晶体管相匹配，偏置电流可以保持相当稳定。如果需要精确的热跟踪，则将二极管安装在与功率晶体管相同的散热器上。由于一个二极管通常是不够的，因此放大器通常使用多个二极管结，在这种情况下为两个。

2.4反馈网络

经由电阻R 8从输出向发射极Q 4施加负反馈。该直流反馈的作用是将输出直流偏置电压稳定到电源电压的一半。

定性地，直流反馈的功能如下：如果由于某种原因Vo增大，则相应的电流增量将流过R8并流入Q 4的发射极。因此，Q 4的集电极电流增加，导致Q 7的基极电压正增加。这导致Q 7的集电极电流增加，从而降低Q 7的基极电压，从而降低Vo。

　3.电路特点

(1)外接元件极少，不需要用输入耦合电容;

(2)静态功耗小，当电源电压为6伏时，静态功耗为24mw;

(3)负反馈电路在内部，增益有两种26db、46db可供选用;

(4)输入级采用仪表用放大器的形式，带有同相输入和反相输入两个引脚。

以上就是LM386的引脚功能、电路原理分析以及特点介绍了。如果您正在寻找一种音频放大器IC，可以使用电池为便携式应用供电以驱动8欧姆扬声器，那么LM386可能是您的正确选择。要驱动沉重的扬声器，您必须使用功率放大器IC。

 

 

 

编辑：黄飞