集成运算放大电路的应用探究

韩瑞

摘 要：近年来，电子产品更新换代的速度不断加快，其各项性能也逐步提升。集成运算放大器是一种不可或缺的单元电路，发挥着关键性作用。首先阐述了集成运放μA741C的基本组成，然后探讨了其具体应用。

关键词：集成运算放大电路；输出端；等效电路；调零端

中图分类号：TN722.7+4 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.09.086

为了方便各种模拟信号的运算，集成放大电路应运而生，这也是它被称作“集成运算放大电路”的原因。集成运算放大电路的简称为“集成运放”，英文名为“Integrated Operational Amplifier”。由于集成运放性能较高，价格较低，因此在发生电路与模拟信号处理中应用得较多。可以说，分立元件放大电路已经被集成运放取代。

1 集成运放μA741C的基本组成

集成运放由四部分组成，分别为输入级、中间级、输出级和偏置电路。其中，输入级主要由差动放大电路组成，能够避免放大电路出现零点漂移的情况，并增大输入阻抗；中间级主要由共发射极放大电路组成，可以得到较高的电压放大倍数；输出级主要由互补对称电路组成，能够降低输出电阻，确保电路具备更强的负载能力；偏置电路主要由各种恒流源电路组成，能够将稳定、合适的偏置电流提供给以上电路，对各级静态工作点起着决定性作用。由于硅片上无法制作大的电容，因此，集成运放主要使用直接耦合的方法。

1.1 相关管脚介绍

1.1.1 输入/输出端

两个输入端分别是管脚2和管脚3，输出端是管脚6。管脚2是反相输入端，在和参考端之间输入信号的过程中，6端的输入信号和输出信号为反相，或者是极性相反；管脚3是同相输入端，在和参考端之间输入信号的过程中，6端的输入信号和输出信号同相，或者是极性相同。在使用运算放大器时，尤其要注意输入端的极性，不能出现错误。

1.1.2 电源端

两个外接电源端分别为管脚4和管脚7，用于将直流电源提供给运算放大器。运算放大器一般由双电源供电，正电源组的正极接管脚7，负电源组的负极接管脚4，在使用的过程中要避免出现错接的情况。

1.1.3 调零端

两个调零端分别为管脚1和管脚5，这两端与调零补偿电位器连接。集成运放输入级是差分电路，其晶体管特性与电路参数并不对称。如果输入信号为0，输出信号通常不会为0.此时，需要调整调零电位器。这样，当输入信号为0时，可以确保输出信号也为0.

1.2 内部等效电路

T1～T4为内部等效电路的输入级，“共集-共基”复合差动电路由T1、T3和T2、T4构成，由集成射级跟随器的T1、T2进行信号输入，这样能够增大输入阻抗。中间放大级由复合管T16、T17、T23构成“共集-共射”电路。将一个消振补偿电容跨接到T16射级与T17集电极之间，这样能够保证电路稳定运行。T14、T20在输出级构成互补对称输出电路。

2 集成运放的具体应用

图1、图2为常见的典型直接耦合音频功率放大电路，通过应用集成运放，形成音频功率放大器。使用形式一般有以下两种。

第一种使用形式如图1所示。这种结构主要是将互补对称射极跟随器设置在集成运放的输出端，构成电路结构。这样的形式结构比较简单，便于使用，不过电源利用率不高。这一使用形式的电路将电阻RE（1.2 Ω）分别串接到两个三极管中，以加强对功放三极管的过流保护；将1 kΩ电阻连接到集成运放的输出端，能够对μA741进行过流保护。由图1可知，电压放大倍数为1 014左右的二极管基本上都是IS953，功放管为对管，其型号分别是2SC524和2SA524。

第二种使用形式如图2所示。这种结构主要使用集成运放电源电流激励互补对称共射极放大电路，输出功率为2 W左右。集成运放μA741C本身功耗并不大，两个输出级功放管工作于AB类放大状态，功耗也不大，因此效率较高。如果输出电流只有几毫安，那么电源电路和负载电流相差不大。将三极管Q1和Q2的基极分别与集成运放的正、负电源端连接。这样，三极管Q1和Q2基极的激励电流就为集成运放的电源电流。通过设置电阻R3（47 Ω），能够增大电源的电流，也就是增大两个功放管基极的激励电流。通过设置限流电阻R4，能够实现对μA741C的过流保护。

3 结束语

总而言之，将不同的电路外接到集成运放中可以产生不同的功能，因此，要根据所实现的功能，合理选择集成运放。然而，在集成运算放大电路的实际应用中还存在很多问题，我们要采取有效措施，避免损坏器件。在扩展集成运放性能时，要针对出现的问题和故障进行深入分析，尽快处理。此外，由于集成运放在实验过程中的环境比较复杂，因此要选择带有过压、过流、过热保护的型号。

参考文献

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[2]王强，蒙萱，方开洪，等.集成运放的线性与非线性应用分析[J].自动化与仪器仪表，2015（04）：186-188.

[3]吴晓莉.集成运算放大器在测井仪器电路设计中的应用技巧[J].石油仪器，2013（02）：18-19.

〔编辑：刘晓芳〕