运放直流通路不容忽视,新手小白99%会犯的错误解析!
工程师说硬件 2024-05-29


老板让小明设计一套小信号调理电路,需要滤掉信号中的直流部分,只对交流分量进行处理。小明自信满满:“这不就是一个隔直放大嘛,还不手到擒来!

然而,一看仿真结果傻眼了:输出波形呢?

先说结论,这是因为小明忽略了运放的静态工作点,即直流通路导致的。

运放都是由一个个晶体管组成的,其输入端对应着晶体管的基极或栅极。在模电课本学习的时候,我们都知道,晶体管要想正常工作在线性区,必须要设置一个合适的静态工作点,即必须要有直流通路,不能浮空,这样晶体管才能正常导通。

上面举例的这个仿真电路,本意是想滤掉信号中的直流分量,仅放大交流信号。观察运放的输入端,反相端通过反馈电路存在一个直流通路,但是正相输入端被电容阻隔,没有直流通路,因此该电路不能正常工作。

至此,可能有的同学会反驳:为什么我的电路没有直流通路也能工作?那是因为输入端的偏置电流会给电容缓慢充放电,为其建立微弱的直流通路,但是其输入端的直流电平是一直在不确定变化着的。

有哪些电路需要注意直流通路?

1)有隔直电容的运放输入端,如上述案例;

2)浮空变压器的副边,搭配仪表放大器的场景。因为仪表放大器内部有两个平行的同相输入放大器,如下左图所示,其负输入端和输出形成直流通路,但是正输入端是浮空的。

如右图所示,在变压器副边中心点位置接地,这样运放的正输入端就会通过变压器形成直流通路。


参考文档:《你好,放大器》


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