输入阻抗及输入级差动放大运算放大器讲解

我们来看下T1、T2这两个管子的作用，这两个管子主要是用来提高输入阻抗增益的。由于Q2本身的Ic电流很小（假定是20uA），我们假定VB和VC是相等的，那么T1和T2的Ic也是相同的，这个每个管子的Ic只有10uA。假定这个这两个管子每个管子的放大倍数是200，那么T1和T2这两个管子每个管子分配的Ib电流只有 10uA/200 = 0.05uA = 50nA。

那么对于输入信号而言，只有有500nA的通流能力，那么信号的输入就不会失真。当然这里只是估算，但是它从本质上说明了这个运放对输入信号的内阻基本上是没有要求的，不是说内阻一定要多小，需要多高的驱动能力，这样也就提高了这个运放的通用性。当然现在新型的晶体管运放，使用的是两级三极管去提高运放的输入阻抗，这样信号就更不容易失真。

再一个这个运放使用的是N管来提高输入阻抗的，那么这里就有一个问题，也就是如果N管是站在地上的。那么信号也就必须要具备驱动N管的能力，至少信号在A点处产生的电压值呀大于0.7V才行。这样其实也就是提高了对信号的要求，大家想一想，对于一个本来就很微弱的信号，再对它的电压幅值提要求，是不是有点不切实际。uA741为了解决这个问题，使用了一个什么方案呢？它是使用双电源供电来解决这个问题的，它给运放提供了正负两路电源，也就是说T1、T2这两个三极管它的E极电位其实并不是0V，而是负压，这样是不是就解决了输入信号电平电位的问题。但是这个动作又带来了新的问题，那就是必须得有负压电源，那么也就从另外一个方面增加了电路的成本。

目前较新的运放，对内阻的提高上，主要是使用双P管的方案。这样一方面提高了输入阻抗，另外一方面对放大信号的电压幅值没有什么要求，相当于对uA741这款运放的输入级进行了改进。

T5、T6这两个管子起到什么作用呢？我们再来回顾一下这个运放的工作过程，当IN-大于IN+的时候，T2的Ic电流是不是大于T1的Ic电流，那么自然T5的Ic电流大于T6的Ic电流。我们是T5、T6这两个管子，他们的基极电位是相同的，由于它们的Ic电流不同，所以它们的E极电位是不同的。由于T5的Ic大于T6的Ic，所以T5的Ve大于T6的Ve，所以Ibt5《Ibt6。大家注意一下T5和T6两个管子的电流状态，Ict6 《 Ict5， 然而Ibt6》ibt5，那说明T5这个管子在往放大的状态移动，而T6这个管子在往饱和的方向移动。当IN-和IN+两个管子的压差达到一定程度的时候，T6这个管子也就达到深度饱和状态。所以说T5、T6这两个管子的存在提高了差分的增益，使得T5这个管子的Vc输出的电压更高。

如果没有这两个管子，只有两个电阻，那么输入端的增益就要相对小不少，我们再从另外一个角度说明一下，T5本身的Rce也是一个可变电阻，它集电极到源之间的电流也就是Ic电流越大，那么也就是从源到T5集电极的内阻越小；反过来说，也就是T5的Rce变得越来越大，这样T5的Vc电压也就越来越大。从这个角度上也可以看出来T5、T6这两个管子的存在提高了输入级的放大增益。

T7这个管子的存在主要是增加对称性，减小运算放大器本身不对称带来的误差。这个我们下节课再分析。

责任编辑：haq