集成運算放大器構成交流放大電路的分析和設計

0 引言
集成運算放大器(簡稱集成運放或運放)在電子電路中應用非常廣泛。運放的多數典型應用電路在各類電子技術教科書中都有詳細和深入的分析，而用集成運放構成交流信號放大電路很多教科書卻沒有介紹，有些教科書雖有介紹，但是介紹簡單，分析不全面。用集成運放構成的交流放大電路具有線路簡單、免調試、故障率低等優點，如今許多電子產品中的交流放大電路普遍采用運放構成，全面分析集成運放構成的各種交流放大電路的組成和參數計算，有助于對該類電路的檢修，以及合理設計和使用集成運放構成的交流放大電路。

1 運放交流放大電路的分析
1．1 使用雙電源的運放交流放大電路
為了使運放在零輸入時零輸出，運放的內部電路是按使用雙電源的要求來設計的。運放交流放大電路采用雙電源供電，可以增大動態范圍。
1．1．1 雙電源同相輸入式交流放大電路
圖1是使用雙電源的同相輸入式交流放大電路。兩組電源電壓VCC和VEE相等。C1和C2為輸入和輸出耦合電容；R1使運放同相輸入端形成直流通路，內部的差分管得到必要的輸入偏置電流；RF引入直流和交流負反饋，并使集成運放反相輸入端形成直流通路，內部的差分管得到必要的輸入偏置電流；由于C隔直流，使直流形成全反饋，交流通過R和C分流，形成交流部分反饋，為電壓串聯負反饋。引入直流全反饋和交流部分反饋后，可在交流電壓增益較大時，仍能夠使直流電壓增益很小(為1倍)，從而避免輸入失調電流造成運放的飽和。

無信號輸入時，運放輸出端的電壓V0≈0V，交流放大電路的輸出電壓U0=0V；交流信號輸入時，運放輸出端的電壓V0在-VEE～+VCC之間變化，通過C2輸出放大的交流信號，輸出電壓uo的幅值近似為VCC(VCC=VEE)。引入深度電壓串聯負反饋后，放大電路的電壓增益為放大電路輸入電阻Ri=R1／／γif。γif是運放引入串聯負反饋后的閉環輸入電阻。γif很大，所以Ri=R1／γif≈R1；放大電路的輸出電阻R0=γof≈0，γof是運放引入電壓負反饋后的閉環輸出電阻，rof很小。

1．1．2 雙電源反相輸入式交流放大電路
圖2是使用雙電源的反相輸入式交流放大電路。兩組電源電壓VCC和VEE相等。RF引入直流和交流負反饋，C1隔直流，使直流形成全反饋，交流通過R和C1分流，形成交流部分反饋，為電壓并聯負反饋。為了減小運放輸入偏置電流造成的零點漂移，可以選擇R1=RF。引入深度電壓并聯負反饋后，放大電路的電壓增益為因為運放反相輸入端虛地，所以放大電路的輸入電阻Ri≈R；放大電路的輸出電R0=r0f≈0。