模电|运放的供电问题

       我们都知道，运算放大器是有源器件，需要合适的供电，即必须有合适的直流偏置才能正常工作。大多数情况下，运放采用大小相同，极性相反的双电源供电模式。如图1.1所示。

图1.1  运放双电源供电

---

运放本身有双电源运放和单电源运放之分，但是，只需稍加改进运算放大器所在电路，便能正常工作在单电源供电的条件下。也就是说所有的运放都可以进行单电源供电。

 以下是对两种供电的简单介绍。

双电源供电

最常用的供电模式，任何以“地”作为参考的输入信号同时也就以两个电源的公共端作为参考，所以输出电压自动以“地”作为参考。要十分注意在使用运放时千万不要把正负级接反，否则芯片会烧坏。

此外，应注意电源大小的选取，若选取电源过小，则会出现图1.2所示的情况。

图1.2 波形失真

解决方法是增大电源。

单电源供电

只保留VCC，VEE变成接地的供电模式，如图2.1所示。

图2.1 运放单电源供电

为了更直观地观察由双电源供电转为单电源供电的过程，我将一步一步把双电源供电改为单电源供电。

图2.2是同相放大电路，我将以它为例。

图2.2  同相放大电路

图2.3 示波器1

将VEE换为地

图2.4  将VEE换为地

图2.5 示波器2

可以看到，输出波形严重失真。

由于运放单电源供电，电路各点的电位只能大于零，当输入信号为正电压时，输出电压不可能低于零电位，所以不能正常工作；当输入信号为负电压时，输入级晶体管无法导通，电路不能正常工作。

为了使运放有合适的静态工作点，必须提高运放各点的电位。将信号的参考点设置为（这样具有最大的输出电压动态范围）。

我们来看一下。

设置参考点

 图2.6 将信号的参考点设置为

图2.7 示波器3 

波形仍失真。

阻容耦合

为了解决参考电压带来的直流增益，采用阻容耦合的方法。

图2.8 阻容耦合 

图2.9 示波器4 

波形与双电源供电的相同。

拓展：运放单电源供电的其他电路

一、单电源供电的电压跟随器

图3.1 电压跟随器 

 图3.2 示波器4

未完待续...