同相放大器原理是什么
在運算放(fang)(fang)大(da)(da)(da)(da)器電(dian)(dian)(dian)路(lu)中,有(you)一個專有(you)名詞叫做“同(tong)相放(fang)(fang)大(da)(da)(da)(da)器”。同(tong)相運算放(fang)(fang)大(da)(da)(da)(da)器通(tong)過兩個規(gui)(gui)則工作,如電(dian)(dian)(dian)流(liu)規(gui)(gui)則和電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)規(gui)(gui)則,電(dian)(dian)(dian)流(liu)規(gui)(gui)則指出沒(mei)有(you)電(dian)(dian)(dian)流(liu)流(liu)向(xiang)運算放(fang)(fang)大(da)(da)(da)(da)器的輸入(ru),而(er)電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)規(gui)(gui)則指出運算放(fang)(fang)大(da)(da)(da)(da)器電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)試圖確保兩個運算放(fang)(fang)大(da)(da)(da)(da)器輸入(ru)之間的電(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)(ya)差異(yi)為零(ling),今天就帶大(da)(da)(da)(da)家詳(xiang)細了解(jie)一下同(tong)相放(fang)(fang)大(da)(da)(da)(da)器。
同(tong)相(xiang)(xiang)運(yun)放中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)輸入(ru)(ru)信號是(shi)與(yu)同(tong)相(xiang)(xiang)輸入(ru)(ru)端連接(jie)的(de)(de)(de),因(yin)此,輸入(ru)(ru)信號源看到(dao)的(de)(de)(de)是(shi)一個無窮大的(de)(de)(de)阻抗。同(tong)相(xiang)(xiang)運(yun)放中(zhong)(zhong)不(bu)存(cun)在輸入(ru)(ru)失調電(dian)壓(ya)(ya),因(yin)為Vos=Ve=0,所以,負輸入(ru)(ru)端必定(ding)處于(yu)正輸入(ru)(ru)端相(xiang)(xiang)同(tong)的(de)(de)(de)電(dian)位(wei)上(shang)。運(yun)放的(de)(de)(de)輸出把(ba)電(dian)流灌入(ru)(ru)Rf,直到(dao)負輸入(ru)(ru)端也處于(yu)Vin的(de)(de)(de)電(dian)位(wei)上(shang)。這一過程(cheng)使Rg上(shang)的(de)(de)(de)電(dian)壓(ya)(ya)等于(yu)Vin。
我們(men)用(yong)分壓(ya)器(qi)規(gui)則(ze)(ze)來計算Vin:Vout是(shi)分壓(ya)器(qi)的輸(shu)入(ru),而(er)Vin是(shi)分壓(ya)器(qi)的輸(shu)入(ru)。由于運放的兩個(ge)輸(shu)入(ru)端都不能(neng)有(you)電流流入(ru),因而(er)就可(ke)以使(shi)用(yong)分壓(ya)器(qi)規(gui)則(ze)(ze)。式3-1是(shi)依靠(kao)分壓(ya)器(qi)規(gui)則(ze)(ze)寫出的,在經(jing)過一些代(dai)數運算之后,可(ke)以得到表(biao)示(shi)為(wei)增益形式。
當Rg相(xiang)對應(ying)Rf變得(de)非常大(da)的時候(hou),我們有Rf/Rg=>0;因此(ci),式3-2可以簡化(hua)為式。
這(zhe)些條件下,Vout/Vin=1,而電路即變(bian)成一(yi)個單位增益緩沖器。Rg一(yi)般是被(bei)(bei)去除(chu)的(de),因為這(zhe)樣得到的(de)結果是相同的(de);當(dang)Rg被(bei)(bei)去除(chu)后(hou),Rf也可以被(bei)(bei)去除(chu)(Rf在去除(chu)時,必須(xu)用短(duan)接(jie)的(de)方法)。當(dang)Rf和Rg都被(bei)(bei)去除(chu)后(hou),運放的(de)輸出端(duan)就(jiu)用一(yi)根導線連(lian)接(jie)到反相端(duan)。
有些運放(fang)在(zai)把(ba)Rf從電(dian)(dian)(dian)路中去除后(hou)會自(zi)毀,所以(yi),在(zai)許多緩(huan)沖(chong)設計仍然保留(liu)Rf。當把(ba)Rf保留(liu)在(zai)緩(huan)沖(chong)器電(dian)(dian)(dian)路時(shi),它的(de)(de)作(zuo)用是(shi)保護反(fan)向輸入端不受過壓的(de)(de)侵犯,從而限制了流過輸入ESD(靜電(dian)(dian)(dian)放(fang)電(dian)(dian)(dian))結構的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)流(一(yi)般小于1mA),而電(dian)(dian)(dian)阻Rf幾乎可(ke)以(yi)取任何值(經常(chang)使用的(de)(de)是(shi)20kΩ)。在(zai)電(dian)(dian)(dian)流反(fan)饋放(fang)大器的(de)(de)設計中,Rf是(shi)永(yong)遠不可(ke)以(yi)從電(dian)(dian)(dian)路中去除的(de)(de),因(yin)為(wei)Rf決(jue)定了電(dian)(dian)(dian)流反(fan)饋放(fang)大器的(de)(de)穩定性。
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