运放加偏置电压电路图分析

　　单电源运放的介绍

　　单电源运放按照输出摆幅分为2类：一类是以LM358，LM324等为代表的传统单电源运放。他们的共同特点是输出幅值不能摆动到电源电压的上下限，因此限制了输出电路的动态响应范围;另一类是以TLV2472等为代表的（轨对轨）单电源运放，LM358运放，但讨论的结果同样实用于性能优越的单电源运放。

　　单电源运放不仅可以单电源供电，而且也可以双电源供电。如果采用双电源供电，单电源运放就失去了他的优势，从而与普通的双电源运放在使用上没有太大的区别。因此本文只讨论单电源运放的单电源供电工作方式。

　　单电源运放内部电路分析

　　通用单电源运放的内部电路原理图基本相同，这里以LM358作为对象进行分析。LM358的内部电路原理图如图1所示。分析时按照偏置电路、差分输入级、中间放大级、推挽输出级4个部分逐一分析。

　　

　　1）偏置电路

　　在TI公司LM358的数据手册中，运放内部的偏置电路已经全部用等效电流源替代。这些电流源分别为整个电路提供合适的静态工作点，或作为有源负载。

　　2）差分输入级

　　输入级是双端输入单端输出的差分放大电路。其中Q1和Q4为纵向PNP管放大倍数大，Q2与Q3为横向PNP管，发射结承压高。电路采用的是共集共射形式，因此输入级有较强的放大能力、较高的耐压能力和较高的输入电阻。

　　3）中间放大级

　　中间放大级也采用的是共集共射放大电路。Q10，Q11组成两级共射跟随器，使中间放大级具有很大的输入电阻，从而进一步提高了输入级的放大倍数。Q10，Q11虽然不能放大电压，但是具有很大的电流放大倍数，可以为Q12提供更大的基极电流，同时100A的电流源也作为Q12的有源负载使中间级有很大的放大能力。

　　4）输出级

　　输出级分为2种情况。当双电源供电时由Q5，Q6，Q13组成互补输出级但是存在交越失真。当单电源供电时Q5，Q6组成两级射级跟随电路，使输出级具有很低的输出电阻。此时Q12的集电极电位：

　　输出端的电位UO是Q13的发射级电位，所以Q13的发射结反偏截止。