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单电源运放是怎么实现近似0V输出?

avatar wenxi zhan 提问时间: 2023-08-24 17:37:52 / 已解决

大家好,最近在学习放大器相关的知识,发现单电源的运放内部原理图不怎么理解,尤其是镜像电流源中两个三极管的工作状态(一个是处于临界放大,另外一个是不是根据电路负载决定?),不明白怎么实现0V输出的,往前辈指点一下,先行谢过,谢谢了!

11个回答
  • avatar Carter Liu
    回答时间: 2023-08-24 18:02:13

    都实现不了真正的0V输出,即使是轨到轨的运放,输出还是会有一些偏移

  • avatar wenxi zhan
    回答时间: 2023-08-24 18:18:53

    我知道单电源的不能真正的0V,但是我不明白近似0V输出,但是不明白内部电路三极管的工作状态,分析不清楚,希望前辈指点

  • avatar wenxi zhan
    回答时间: 2023-08-24 18:46:21

     或许我表述的不是很清楚,我其实就想知道输出0V时,三极管Q 5,6,9以及Q13,14,11的状态,为什么Q10的管压降会接近0V,希望前辈解惑,麻烦了

  • avatar KW X
    回答时间: 2023-08-24 19:03:11

    亲;Q10是NPN管;基极正向驱动时导通,导通时近似短路(饱和导通状态)。

  • avatar wenxi zhan
    回答时间: 2023-08-24 19:23:52

    Q8和Q10构成镜像电流源,电流大小大概50uA ,那么Q10集电极和VCC之间的等效负载是由Q13,14,15构成的有源负载?其实就是对等效电流源两端的电压把握不准,等效的内部原理图如附件2所示,不知道前辈是否有空帮我理一下,当输入端接地时,各级电路三极管的工作状态

  • avatar Jason Shen
    回答时间: 2023-08-24 19:42:54

    饱和压降较小的管子可以实现。

    输出级使用push pull 结构的MOS对,可以更加的接近电源轨。

  • avatar Vio Liu
    回答时间: 2023-08-24 20:03:46

    我来试着给楼主简单分析下。不知道楼主所说的0V输入是指的什么意思,是不是说同相端输入为0,反相端输入为一个比0大的电压的情形。

    此时同相端输入晶体管的集电极电流会大于反相端的,所以图中电流A“变大”,而镜像电流源的电流有左边晶体管决定,所以B“变大”。由此可推出C变大,D变大,E变小,最终使得输出电压趋近于负电源,也就是GND.

  • avatar Vio Liu
    回答时间: 2023-08-24 20:25:11

    输入晶体管为P管时,可以实现0输入,输入晶体管为N管时,可以实现VCC输入。

    输出晶体管为N管时,可以实现VCC输出,输出晶体管为P管时,可以实现0输出。

    如果使用开关在合适的电压时切换,那么即可实现轨到轨的输入输出。

  • avatar Jason Shen
    回答时间: 2023-08-24 20:45:08

    一般切换是无缝连接的,N P mos都在工作,将两个的增益曲线叠加,可以得到平坦的增益曲线,减小失真。

    还有一种轨到轨设计是芯片内部有charger pump,得到较高的电压实现。

  • avatar wenxi zhan
    回答时间: 2023-08-24 21:06:55

    我说的输入为0,是指同相反相端都接地,即输入端只有共模信号,此时输出必然接近0V输出,但我不明白电路各级三级管的状态,谢谢你的回复

  • avatar Jason Shen
    回答时间: 2023-08-24 21:25:35

    输入为零,如果不加反馈,各级可能处于饱和状态。

    加入反馈,由于offset的存在,输出可能为高压0V的电压,此时各级处于放大区。

    如果offset 的存在使输出为0V甚至低于0V的趋势,那么各级处于饱和区。

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