积分电路和微分电路的作用_rc微分电路和积分电路的区别

741集成电路内有什么，它是如何工作的？ 　　741集成电路内有什么，它是如何工作的？ 　　741运算放大器的工作原理 　　

　　本店推出741套件，可配合详细了解其工作原理 　　741学习套件 运放原理 晶体管 制作 芯片 运算放大器 模拟电路 　　§1.0 简介：运算放大器和‘741’ 　　运算放大器，或人们常说的 “运算放大器”，是制作模拟电子电路的最有用和最常见的构件类型之一。 　　运算放大器是双输入器件–几乎都是集成电路–对其输入进行数学运算。放在正确设计的电路中，它们通常用于放大、加、减、微分、积分、滤波、比较、调整、混合和控制电子信号。如果你看一下任何电子产品的内部，你会发现运算放大器正在努力工作。

　　一个运算放大器的原理图符号有两个输入：”同相 “输入端（+）和 “反相端 “输入（-），以及一个输出端。运算放大器从 “+”输入端信号，减去从”-“输入端的信号，然后将结果乘以一个被称为增益的大系数。 　　作为一个模拟电路件，运算放大器对电信号本身（其终端的电压或电动势）进行这些操作，而不是对该信号的数字化离散信号操作。 　　一个真正的运算放大器有额外的引脚用于电源连接，有时也用于额外的外部调整。 　　有史以来最受欢迎的运算放大器–典型的运算放大器–是μA741，由Dave Fullagar在1967年为飞兆公司工作时设计。虽然它不是第一个集成电路运算放大器（μA702拥有这一称号），但由于其内置的频率补偿功能，这一最容易和最简单的使用方式，因此成为一个大热门。在这之前的运算放大器需要精心设计电阻和电容电路来控制放大器的带宽和稳定性。想象一下，在连接输入和输出之前必须完成所有这些工作! 　　虽然较新设计的运算放大器在几乎所有可能的方面（速度、噪音、电压范围等）都超过了它，但最初的741仍广受喜爱，并且在45年后的今天仍在大量生产和使用。

　　§1.1 XL741 和 741SE 　　XL741和741SE分立运算放大器套件是μA741集成电路的晶体管级功能复制品。这两个套件都使用分立件，如电阻和单个晶体管，实现了原飞兆半导体μA741数据表中的 “等效电路”。可以说，这些都是 “非集成电路”，所包含的件与你可能在741集成电路的芯片上找到的件基本相同。 　　与集成电路 “741 “一样，你可以用件建立工作的放大器、振荡器和其他模拟电路的分立版本，并通过焊接连接、测试探针或鳄鱼夹来监测引脚上发生的情况。然而，与芯片版本不同的是，它很容易在电路内部插入你自己的探针，以监测发生在任何点上的情况，否则就只是一个黑盒子。 　　这种窥探电路内部的能力使XL741和741SE套件成为一种独特的教育工具。在下面的内容中，我们将通过电路图，讨论741运算放大器的工作理论，并提出一些实验和进一步探究的方式。 　　§2.0 高层次的概览 　　让我们先看看741的框图，图1。 在这里，我们把许多单独的组件简化为一组更小的功能块。一个差分放大器。 一个偏置电路。 一个增益级。 一个输出级。 　　差分放大器： 　　输入差分放大器从 “+”的输入电压中减去”-“的输入电压。因此，它发现了两个信号之间的差异。电路的另一部分控制微小的电流（输入偏置电流），这些电流需要流向输入端，以便输入晶体管能够发挥作用。 　　偏压电路： 　　偏置电路是电路的 “发电厂”。使用VCC+和VCC-电源电压，它产生一个内部参考电流，为许多其他晶体管提供电源。 　　增益级： 　　增益级执行乘法功能。其核心是一个简单的晶体管放大器，将 “+”和”-“端之间的电压差乘以约200,000的系数。这有助于运算放大器对输入电压的极小变化作出反应。 　　大多数运算放大器电路的工作原理是建立一个平衡，运算放大器试图使两个输入电压完全相等。运算放大器的输出信号通常反馈到围绕741的外部电路的一个节点。通常情况下，这个外部电路连接涉及到-输入，以建立负反馈。 　　输出级： 　　最后，输出级接收来自增益级的低电流信号，并在信号上增强驱动能力，使运算放大器能够向外部世界提供更多的电流。 　　注：”VCC+”和 “VCC-“的名称分别指741的正负电源输入。 在这种情况下，直流电压最高为18V（VCC+），最低为-18V（VCC-）。

　　§2.1 全局原理图 　　XL741和741SE电路板的详细原理图见图2。当我们了解组成电路的不同模块的细节时，将这一总体示意图放在旁边会有帮助。 　　你可能会注意到–从这个原理图或套件中包含的零件–电路中的电子件主要由电阻和晶体管组成。在我们深入研究电路图之前，我们将简要地回顾一下这两个件。 　　§2.2 器件回顾 　　复习：电阻器 　　电阻器的特性是它们是遵循欧姆定律的电路件，即V = I × R，其中V是电阻两端的电压，I是通过电阻的电流，R是电阻的值（以欧姆为单位）。例如，如果一个51Ω的电阻有1毫安的电流通过，那么它两端的电压差是51 m V。 　　复习：晶体管 　　虽然有许多类型的晶体管，但本电路中的晶体管是双极晶体管，其中一个小电流控制一个大电流，充当放大器或开关。 这类晶体管有两种类型：NPN和PNP；我们先选NPN来看看。 NPN双极晶体管的三个引脚分别被命名为 “基极”、”集电极 “和 “发射极”。 基极和发射极组成了一个二极管，由其原理图符号上的小箭头表示。二极管是一个单向的电路件，所以在正常情况下，电流只能从基极流向发射极，而不能从发射极流向基极。

　　补充：一个NPN晶体管也有第二个内部二极管，它（仅）从基极到集电极导电。 在大多数情况下，使用这种晶体管的电路被设计为始终保持（或 “偏置”）集电极的电压高于基极，这样基极-集电极二极管就不会传导电流。只要保持这种偏压，我们通常可以忽略第二个二极管的存在。 　　一个重要的细节是，二极管上有一个小的电压损失，通常约为0.7V。确切的损耗取决于器件的类型和工作条件）。 这意味着(a)当电流从基极流向发射极时，发射极引脚的电压通常比基极的电压低0.7V左右；(b)直到基极的电压比发射极的电压高0.7V左右，电流才开始从基极流向发射极。 这个典型的0.7V的电压差通常被称为 “二极管压降”。 　　最后，还有一个开关和放大的问题。当电流从基极流向发射极时，该电流（”基极电流”，符号IB）被称为晶体管的 “开关”：它允许电流从集电极流向发射极。从集电极流向发射极的最大电流由IC=h×IB给出（非常近似），其中IC是 “集电极电流”（从集电极流向发射极的电流），h是一个增益系数，取决于特定的晶体管。如果h的值为30，那么该晶体管就像一个放大器，IB的微小变化会导致IC的30倍的变化。 　　另一种晶体管，即PNP，其工作方式几乎完全相同。它的原理图符号也很相似，主要的变化是小箭头指向的地方。在PNP中，发射极和基极形成一个二极管，电流只能单向流动，但这次只能从发射极流向基极（同样，箭头方向）。 而且，当电流流经该二极管时，它允许电流IC=h×IB从发射器流向集电极。

　　我们使用的特定件是NPN晶体管是2N3904或MMBT3904型，PNP晶体管是2N3906或MMBT3906型。这些是一些最常见和最知名的双极晶体管类型。 　　§3.0 差分放大器 　　现在我们已经回顾了基础知识，让我们直接进入741的原理图。同相输入和反相输入分别与NPN晶体管Q1和Q2的基极相连。这两个晶体管的集电极通过PNP晶体管Q8连接到正电源VCC+。因为它的集电极和基极连接在一起，所以Q8在这里的作用就像一个简单的二极管（我们说它是 “作为一个二极管接线的”）。因此，Q1和Q2的集电极通常保持在低于VCC+一个二极管压降（约0.7V）的电压。 　　Q1和Q2充当 “电压跟随器”，缓冲输入信号电压。它们放大了输入电流，增加了输入阻抗。也就是说，它们提供放大作用，使 “+”和”-“输入端工作良好，即使只消耗极少量的输入电流。 　　Q3和Q4是共基放大器–基极连接在一起的放大器–起着电平转换的作用。控制它们的信号来自偏置发生器块；我们将在讨论该块时再来讨论这个问题（及其功能）。 　　如果”-“端电压高于 “+”端电压，那么晶体管Q2、Q4通过Q4的集电极向下传导更多的电流，而晶体管Q1、Q3传导更少。这导致差分放大器的输出电压增加。我们将在下一节(§3.1)中更详细地阐述这一工作原理。 　　补充1：输出极性 　　最终，当-端输入的电压高于+端时，741的输出电压应该下降，所以上面这段话可能看起来是反的。然而，一切都很顺利：增益级随后会将信号反转为正确的极性。 　　补充2：晶体管增益 　　最初的μA741中的PNP晶体管的电流增益非常差（小于10的系数），但这是当时唯一可用的。一个NPN晶体管与一个PNP晶体管的组合（如Q1,Q3或Q2,Q4）创造了一种 “超级PNP “晶体管，或多或少弥补了这个问题。

　　补充3：D1和D2 　　我们在这里还忽略了一些东西。在Q1和Q3之间，以及Q2和Q4之间分别是二极管D1和D2。这两个二极管在原μA741电路中是不存在的。 　　在原来的μA741中，Q3和Q4是横向PNP器件，基极-发射极击穿电压（VEBO）大于30V。然而，我们的分立741电路中的2N3906/MMBT3906晶体管的VEBO低得多：绝对最大值为5V。这个最大值将限制差分模式的范围（”+”和”-“输入之间的最大电压差），约为±11V。”显而易见 “的是，使用具有更高VEBO的不同晶体管，结果是不实际的，因为目前可用的类型很少。 　　一个可行的解决方案–在XL741套件的2.0版本中加入，并出现在所有741SE套件中–是使用两个肖特基二极管，其击穿电压高于30V。与晶体管串联后，它们可以保护3906晶体管，对偏移电压的影响非常小。 　　如果你选择的话，你可以在没有D1和D2的情况下建立套件，用一根线代替它们。这样做在器件布局方面更真实，但在性能方面则不然。由于增加了串联的二极管，当过多的差分模式电压被施加到输入端时，输入晶体管Q1至Q4受到保护。但如果没有D1和D2，关键是要把+和-的输入保持在±11V以内。

　　§3.1 差分放大器模型 　　为了了解’741’的差分放大器部分是如何工作的，它有助于简化电路的核心要素（图4）。我们可以用这个模型来直观地看到大部分电流的路径，这取决于输入电压。我们将表明，具有较高电压的输入端主导着电路的行为。 　　首先考虑图4a的情况。输入端+的电压为1V，输入端-的电压为2V。在电路的右侧，2V的输入电压通过两个晶体管的基极-发射极结（即两个有效的二极管，有两个 “二极管降 “的电压损失），沿途损失0.6V + 0.6V = 1.2V。这使得连接两个PNP晶体管基极的中央电路节点（导线）上的电压为0.8 V（即2 V – 1.2 V）。 　　现在，请注意，”+”输入和这个中心节点之间的电压只有0.2 V（1 V – 0.8 V）。这意味着左侧两个晶体管的基极-发射极结上没有足够的电压使它们导通。因此，它们保持关闭，没有电流流过电路的左侧分支。 　　当电流流经右边的分支时，该分支中 “负载 “电阻上方的点会产生电压。我们知道这一点是因为欧姆定律告诉我们，电阻上的电压取决于通过它的电流。我们读出这个电压作为放大器的输出。 　　现在让我们考虑另一种情况，如图4b。在这种情况下，行为正好相反：左边的两个晶体管被打开，右边的两个晶体管被关闭，电流从电路的左边分支流下。输出电压较低，因为流经右侧负载电阻的电流较小（对于这些输入值来说是零）。 　　在这一点上，一个有效的问题是：”如果这是一个差分放大器，实际上是在哪里被放大的差异？” 答案是，输入电压之间的差异控制着一个放大的电流，主要流经图中底部附近的两个电阻之一，形成一个同样放大的电压。因此，输出电压是两个输入的差值的放大版本。 　　741不使用像图4所示的负载电阻。相反，Q5、Q6和Q7组成了一个电流镜像电路，我们将在下一节讨论。电流镜像作为一个有源负载，允许比简单的负载电阻有更高的增益。

　　§3.2 电流镜像 　　晶体管Q5、Q6和Q7形成了一个有源负载电流镜像电路，增加了我们差分放大器的增益。 　　电流镜像之所以被称为电流镜像，是因为它将通过一个电路件的电流 “复制 “到另一个件的电流中。 为了说明它是如何工作的，图5显示了与741中类似的两个电流镜电路。我们在此将晶体管命名为QFive、QSix和QSeven，以指出它们与741号文件中的晶体管的对应关系。 　　图5a显示了一个基本的电流镜。注意QFive和QSix是如何连接的。晶体管QFive被连接成一个二极管，其集电极与基极相连，允许电流流经其发射极。部分输入电流IIn提供基极电流IB，使两个晶体管导通。由于它们的基极和发射极具有相同的电压，对称性决定了两个晶体管中从基极流向发射极的电流数量相同。此外，由于两个晶体管具有相同的增益，它们也将具有相同的集电极电流。在这个意义上，通过QSix集电极的输出电流IOUT “反映 “了通过QFive的集电极电流。 　　补充：匹配的晶体管 　　我们刚才依靠的是晶体管的两个属性是相等的：基极-发射极结的电流-电压曲线和晶体管的增益。这通常需要两个晶体管之间有良好的匹配。理想情况下，这两个晶体管应作为同一集成电路芯片进行制造，以获得最佳性能。741的其他地方也需要匹配的晶体管对，特别是差分输入晶体管Q1和Q2应该匹配，Q3和Q4也应该匹配。 　　虽然集电极电流是镜像的，但也有一些微妙之处，因为两个晶体管的基极电流都由输入电流提供：IIn = IC + 2 × IB 。鉴于输出电流IOUT等于IC，我们有IOUT = IIn – 2 × IB 。因此，输出电流比输入电流要小一些。 　　由于即使是很小的电流差也会使差分放大器失去平衡并产生偏移误差，所以741有一个增强镜像的电流源，如图5b所示。 　　在这种情况下，第三个 “缓冲 “晶体管（QSeven）直接从电源提供大部分基极电流，只从输入电流IIn中抽取一小部分电流来驱动其基极。这使得输出电流的值比没有第三个晶体管时更接近于输入电流。 　　§3.3 偏置调零引脚 　　741的输入1和5是 “偏置调零 “引脚。这些输入允许调整差分放大器每一侧的偏置电流，以便任何剩余的偏移电压可以被归零。 　　当741的 “+”和”-“输入相等时（连接在一起），第6脚的输出电压最好为零。在现实世界中，由于不完美的件匹配，输出永远不会完全是零。通常情况下，有一个输入偏置电压，这样，为了使输出为零，需要在两个输入端施加一个稍微不同的电压（可能多达10mV）。为了补偿这个问题，在两个针脚（针脚1和针脚5）之间挂一个10 kΩ的电位器，电位器的尖端连接到VCC-。然后，调整电位器直到输出归零。 　　值得注意的是，大多数采用741的电路对输入偏移量并不特别敏感。因此，大多数741电路将这两个端子永久不连接。 　　†当两个输入端连接在一起而输出端断开时，输出端 “更喜欢 “全正或全负，因为它放大了输入端之间的微小差异。然而，人们总是可以修正调整，直到偏移量几乎正好为零。 　　§3.4 共模控制环路 　　

　　与差分输入电压指的是输入电压之间的差异一样，共模电压是+和-输入端的平均电压。见图6的说明。如果两个输入值都发生了变化，以至于两者之间的差值保持不变–例如两个输入都上升了2V–那么我们就说它们的共模电压发生了变化，但它们的差分电压却没有。 　　一个理想的运算放大器应该只对差分输入电压敏感。它的输出应该忽略任何共模电压，无论是稳定还是变化。741有一个相当聪明的电路，即 “共模控制回路 “来帮助解决这个问题。 　　晶体管Q8和Q9形成一个类似于§3.2中的电流镜。与前面的例子不同，这个电流镜使用PNP而不是NPN晶体管。然而，它的工作方式基本相同，Q9 “镜像 “了Q8。你也可以说，Q9的集电极电流代表了流向差分放大器的总偏置电流（由晶体管增益放大）的测量。 　　另外，在偏置发生器部分，晶体管Q10通过其集电极产生一个固定的参考电流。(我们将在第4节中进一步讨论。)因此，从Q9的集电极测得的偏置电流流入连接Q9和Q10的电路节点(导线)，而固定的参考电流则从那里流出。这两个电流值之间的差值必须被流入或流出连接Q3和Q4基极的节点的电流所占据。 　　补充： 上面的陈述是真实的，因为流入和流出一个给定电路节点的电流总量必须相加为零。如果这对你来说并不直观，你可能想了解或回顾一下基尔霍夫的电路定律。

　　如果偏置电流大于参考电流，那么额外的电流必须流向差分放大器，增加Q3和Q4基极的电压。这降低了晶体管Q1、Q2、Q3和Q4基极发射极结上的电压，减少了输入电流，从而降低了测量的偏置电流。如果偏置电流小于参考电流，那么电流必须从差分放大器中流向Q10。因此，Q3和Q4基极的电压下降，增加了晶体管Q1、Q2、Q3和Q4的基极发射极结上的电压，并增加了输入电流。见图7。 　　最终的结果是，这个电路将Q3和Q4的基极电压设定为跟随运算放大器的最佳共模输入电压，同时，它控制了最大的输入偏置电流。 　　§3.5 问题和实验 I 　　将Q7的基极和发射极短路。这将如何改变其性能？ 在一个真正的（集成电路）’741上，试着测量R1和R2的值。你可以用欧姆表连接到VCC-和一个或另一个偏置调零引脚（同时与电源断开）来进行测量。它们与标称规格1 kΩ有多接近？ 测量实际（集成电路）741的两个偏移引脚上的电压，并与分立741上的相同测量值进行比较。测量该终端与负轨之间的电阻（关闭运算放大器电源），并计算出差分放大器的偏置电流。尝试调整共模电压，看看是否会改变偏置电流。控制共模电压的最简单方法是将放大器连接成一个电压跟随器，并操纵提供给同相输入的电压。 你如何禁用共模控制回路？别忘了偏置电流镜Q8、Q9；其变化可能比你想象的要大。 晶体管需要多精确的匹配？如果晶体管匹配不好会怎样？ XL741和741SE套件使用的分立晶体管是单独制造的，没有成对匹配。为什么这样做仍然有效？输入偏移电压（例如）与集成电路’741上的偏移电压相比如何？ 有源负载与传统的无源负载–即电阻器–相比如何？能否用一个电阻性负载来代替运算放大器？ R3有什么作用？如果它不在那里，会有什么不同？ 　　§4.0 偏置电路 　　

　　偏压电路的核心是由类二极管功能连接的 晶体管Q11和Q12。它们创造了一个参考电流，由电源电压和R5设定。Q12和Q13作为一个电流镜像，向增益级提供偏置电流。级提供偏置电流。 　　晶体管Q10、Q11和电阻R4构成了一个所谓的 Widlar电流源。Widlar电流源的输出电流 源的输出电流是参考电流除以一个固定比率 　　由R4决定。参考电流的一小部分 流入Q10的集电极，这个参考电流被共模控制回路使用。共模控制回路使用。 　　与大多数现代模拟IC不同，它们的参考电流只取决于温度（PT）。与大多数现代模拟IC不同，它们的参考电流只取决于温度（PTAT，即 绝对温度比例），741的参考电流在电源电压变化时发生变化。 　　741的参考电流会随着电源电压的变化而变化。这就是 这可能就是为什么数据手册规定电源电压为+/15V时的性能 电压为+/15V。现代运算放大器使用内部 　　补偿电流源，使其在较宽的电源电压范围内稳定运行 在很宽的电源电压范围内稳定运行。 　　§4.1 问题和实验二 　　尝试改变R5的值。这对性能有什么影响？性能？电源电流如何？ 　　§5.0 增益级 　　增益级对来自差分放大器的信号执行乘法功能。来自差分放大器的信号进行放大。在我们进入 在我们进入核心部分之前，让我们看一下我们将使用的几个构建模块。我们将使用的几个构件。

　　§5.1 背景。达林顿晶体管 　　增益级中的两个晶体管，Q16和Q17是以所谓的达林顿配置将发射极与基极连接起来。 　　在达林顿配置中，一个晶体管的发射极与另一个晶体管的基极相连接。这实际上是在两个晶体管中制造了一个新的 “超级晶体管”，因为是第一个集电极的放大电流充当了第二个晶体管的基极电流。如果单个晶体管的增益是30，那么达林顿对的有效增益将是30×30=900。 　　这种巨大的增益改善并非没有代价。由于有 由于有两个晶体管，也有两个二极管压降需要克服。达林顿对将不会开始启动，直到其基极至少为1.4V。达林顿对要等到其基极比发射极至少高出1.4V时才开始导通。 　　§5.2 背景。共射放大器 　　

　　上面的晶体管电路片段被称为共发射极放大器。在这种情况下，”公共 “意味着发射极是电路的输入和输出之间的共享参考点。在这个特殊的例子中，共同点也是地，这种结构有时被称为 “接地发射极 “放大器。 　　由于晶体管的增益，输入的小电流导致更大的电流从VCC+流向地面，沿途经过 “负载 “电阻。由于电阻上的压降随着通过它的电流的增加而增加，输出上的电压随着输入电流的增加而降低。 这就是说，这是一个反相放大器。 　　§5.3 增益级内部 　　达林顿管对Q16和Q17构成了增益级的核心。它对来自差分放大器的信号进行放大。由于它被安排为共发射器放大器，所以它也反转了输入信号。还记得差分放大器的输出是如何倒置的吗？增益级接收这个反转的输出，并将极性变回原样。 　　Q13，镜像了Q12，是放大器的负载。它是一个有源负载，以最大限度地提高电路的增益。你可以把有源负载看作是一个电流源（毕竟它是一个电流镜像）与一个大的、固定的电阻并联在一起。 这个有效的电阻在§5.2所示的共发射器放大器中扮演着负载电阻的角色。然而，作为一个有源负载，它有一个非常高的阻抗（这意味着它的电压随着电流的变化而强烈变化），同时保持一个相对恒定的偏置电流通过它。

　　Q18，与R7和R8一起工作，被称为VBE发生器。它产生一个大约1.2V的固定电压降，不管放大器在做什么。因此，增益级有两个输出：一个是直接来自Q17集电极的信号，另一个是同一电压上移了1.2V。

　　当输出电压越过0V（无论是上升还是下降），两个晶体管都关闭或接近关闭时，就会发生这种失真。如果VBE产生的电压过高，那么两个晶体管就可能同时开启，这样就会浪费电能。 　　C1是补偿电容（也是741中唯一的电容），也被称为米勒电容。这个电容以牺牲一些增益为代价，稳定运算放大器的行为。将该电容器引入运算放大器本身是导致741成功的关键创新。在其推出之时，所有其他运算放大器IC都需要一个外部补偿网络，因此更难使用。 　　补充：频率补偿 　　对’741’的交流性能的分析不在本次讨论的范围内，但我们可以提到与电容器有关的大致情况。(我们将使用一些新的术语，你可能想单独研究一下！)

　　C1的加入在频率响应中创造了一个低频 “极点”。的频率响应中产生了一个低频 “极点”，它主导了所有其他由寄生引起的影响。寄生虫造成的其他影响。这就是说（实质上，并掩盖了一些细节 我们添加了一个大电容，它压倒了所有组件的各种杂散电容。压器的各种杂散电容，并使输出性能(增益为1)保持不变。让输出性能（作为频率函数的增益）受到 而受制于一个有意选择的件。 　　这种方法被称为主导极补偿。它与在运算放大器中加入一个大的 这与在电路中加入一个大的RC低通滤波器是一样的。这与在电路中加入一个大的RC低通滤波器是一样的，它在较高的输入频率下会损失增益，但会使运算放大器的特性可预测。但却使运算放大器的特性可以预测并易于操作。 　　§5.4 问题和实验三 　　如果你通过增加R8来增加Q18产生的电压，电源电流会发生什么变化？如果你降低Q18产生的电压，或者将Q18的集电极和发射极短路，会发生什么？试着将运算放大器设置为一个驱动1 kΩ负载的电压跟随器，并使用正弦波输入。比较示波器上的输入和输出。 如果去掉C1会怎样？如果增加C1会怎样？ 你能测量并重现图13中的曲线吗？用一个可变频率的信号发生器和示波器是最容易的。图中的 “膝盖 “是在什么频率上？将这些结果与你用集成电路741得到的结果进行比较。 将Q16的基极和发射极短路。会发生什么？试着建立一些高增益放大器电路，并测量实际增益。 如果你用一个电阻代替Q13，会发生什么？试着取下Q13，并从集电极连接到发射极连接处连接一个39kΩ的电阻。你可以用电压跟随器的配置和脉冲发生器来测试。 　　§6.0 输出阶段 　　输出级使用两个配置为射极跟随器的晶体管。跟随器。Q14可以向输出端提供电流，而Q20可以 从输出端吸收电流。这使得运算放大器可以根据需要驱动 根据与输出端相连的电路的需要，在任一方向上驱动电流。这使得运算放大器可以根据连接到输出端的电路的需要，以任一方向驱动电流。 　　Q15与R9一起，在运算放大器的源极（输出）时起到电流限制的作用。当运算放大器正在输入（输出正向）电流时，Q15与R9一起起着电流限制的作用。当高 当大电流流经R9时，它增加了Q15的基极-发射极电压。Q15两端的电压增加到足以使其开始导通。随着Q15的打开 它从Q14的基极 “偷 “走了电流，减少了发射极（输出）的数量。发射器（输出）电流的数量。

　　当运算放大器汇入（输出负数）电流时，该流入电流的一部分会流经R11。随着R11上的电压增加，限流晶体管Q22开始导通，并从达林顿对Q16和Q17中窃取电流，从而提高输出电压，减少汇流。XL741和741SE可以比原来的741吸收更多的电流，因为3906 PNP晶体管比741集成电路中使用的横向PNP具有更大的增益。 　　§6.1 问题和实验四 　　Q14和Q20是否同时传导电流？换句话说，VBE发生器是否会产生足够的电压降，使两个晶体管同时导通？为什么会这样？ 分立741的电流限制是什么？它的源极和汇极电流是否相同？这个极限有多 “尖锐”？将其行为与集成电路741的行为进行比较。 　　是否有可能将电流限制改为±50 mA？你将如何做？ 4.假设你想建造一个大功率的741，通过改变输出级的件，能够获得或吸收1 A的电流。你将如何做？除了那些限制电流的件外，还需要改变哪些件，为什么？ XL741/741SE的总输出范围是多少？它是如何取决于总电源电压的？是什么设定了这个范围？ 一些运算放大器具有 “轨至轨 “的输出特性，即输出电压可以达到正负电源引脚的毫伏以内。这些电路是如何工作的？你能为分立的’741设计一个具有更大输出范围的输出级吗？ 什么规定了741正常工作所需的最低电源电压？ 　　进一步阅读 　　XL741和741SE的主要文件页：http://wiki.evilmadscientist.com/741 套件的主要产品页面 XL741: https://emsl.us/762 741SE: https://emsl.us/923 原始的飞兆半导体μA741数据表（扫描版）：https://cdn.evilmadscientist.com/wiki/741/ua741.pdf 一个现代的μA741集成电路数据表：http://www.ti.com/lit/ds/slos094g/slos094g.pdf Tube Time，XL741电路板的设计者Eric Schlaepfer的网站：http://tubetime.us 德州仪器公司的App Note 31有大量的基本运算放大器示例电路：http://www.ti.com/lit/an/snla140c/snla140c.pdf 维基百科是学习基本电子技术的绝佳资源。一些可能感兴趣的主题包括: https://en.wikipedia.org/wiki/Operational_amplifier http://en.wikipedia.org/wiki/Current_mirror http://en.wikipedia.org/wiki/Transistor http://en.wikipedia.org/wiki/Common_emitter http://en.wikipedia.org/wiki/Widlar_current_source https://en.wikipedia.org/wiki/Active_load https://en.wikipedia.org/wiki/Miller_effect 模拟设备公司运算放大器的历史 http://www.analog.com/library/analogDialogue/archives/39-05/Web_ChH_final.pdf （短网址：http://bit.ly/1Kfe4yX ） 从真空管开始，详细介绍了运算放大器的历史。 Huijsing, Johan H. Operations Amplifiers, Theory and Design. 波士顿。Klewer, 2001. 印刷品。第页。 对μA741的简要但更多的技术描述。 Grey, Paul R., Hurst, Paul J., Lewis, Stephen H., and Meyer, Robert G. Analysis and Design of Analog Integrated Circuits（第四版）。纽约。Wiley,2001. 印刷品。页。. 对μA741的一个非常好的技术描述，有很多细节和数学分析。一定要买第四版以前的版本；关于μA741的部分在以后的版本中被删除。