如何提高运放的输出电流驱动能力

图 1.  (a) 复合电压放大器的框图。(b) 求出复合放大器的开环增益 a c和噪声增益 1/β 的电路。

    为了评估复合放大器的稳定性，我们将使用闭合率（ROC）技术。这项技术要求我们绘制

    复合放大器的整体开环增益a c (= a 1 × A 2 )，以及

    其噪声增益1/β，其中β是复合放大器的 反馈因子。

    然后我们参考图2来确定当前的情况并相应地估计? m。 

图 2.  (a) 经常遇到的相位裕度情况，其中 (b) 与频率无关的噪声增益 1/β(jf) 和 (b) 与频率相关的噪声增益 1/β(jf)。

    为了找到c和 1/β，我们断开如图 1(b) 所示的电路，其中次级放大器的输出阻抗可能远小于反馈网络呈现的阻抗。接下来，我们施加测试电压V t ，我们让 

    [a_c = frac {V_o}{-V_f}]

    公式1

    和 

    [frac {1}{eta} = frac {V_t}{V_f}]

    公式2

    提高运算放大器的输出电流驱动能力

    大多数运算放大器的设计目的是提供不超过几十毫安的输出电流。例如，古老的 741 运算放大器多可以处理 25 mA 的输出电流。尝试超过该值会激活一些内部看门狗电路，以防止实际电流进一步增加。 

    在这种情况下，运算放大器将不再正常工作，但至少可以保护它免受因功耗过大而可能造成的损坏。 

    提高运算放大器输出电流驱动能力的一种流行方法是使用电压缓冲器，如图 3(a) 所示。 

图 3.  (a) 使用缓冲器来提高运算放大器的输出电流驱动。(b) 详细的缓冲器原理图。

    Q 1的功能是向负载 R L提供（或推送）电流，而 Q 2的功能是从 R L吸收（或拉出）电流；因此，Q 1 -Q 2对被称为形成推挽输出级。晶体管 Q 3和 Q 4有双重用途：

    它们提供达林顿型函数来提高从输入到输出节点的电流增益。

    它们的基极-发射极电压降旨在即使在没有任何输出负载的情况下也能保持 Q 1和 Q 2导通，这就是为什么 Q 1和 Q 2也被称为形成AB 类输出级的原因。AB 类操作可防止B 类操作固有的失真。

    如需更详细的分析，请参阅图 3(b) 的完整原理图，其中我们注意到以下内容：

    Q 5 -Q 6和 Q 7 -Q 8对形成两个电流镜， 共享相同的偏置电流I BIAS，其中 

    [I_{BIAS} = frac {(V_{CC}-V_{EBp})-(V_{EE}+ V_{EBn})}{R_{BIAS}}]

    公式3

    Q 6和Q 8镜像I BIAS并分别用它来偏置Q 3和Q 4。结果，Q 3和Q 4产生基极-发射极压降V EB3和V BE4。 

    响应于 V EB3和 V BE4，Q 1和 Q 2产生基极-发射极压降 V BE1和 V EB2，使得 

    [V_{BE1} + V_{EB2} = V_{EB3} + V_{BE4}]   公式4

    在没有任何负载的情况下，Q 1和Q 2必须消耗相同的电流。根据公式 4，Q 1和 Q 2消耗的公共电流必须等于 Q 3和 Q 4消耗的电流，即 I BIAS。因此，在无负载的情况下，集电极电流满足条件I C1 = I C2 = I C3 = I C4 = I BIAS。