关于运放电路输入保护电路的设计

renli

二极管除了整流、检波电路使用以外，利用如图1所示的正向电压特性的电压限制(限幅、箝位)电路中也经常使用。


图1 二极管的正向电压-电流特性

图2表示OP放大器中的输入保护电路的构成。(a)是在OP放大器 的反相输入端(虚地)连接二极管D1、D2。这样连接后，输入端即使加上电源电流特性(硅二极管时，正向电压以上的高电压时，也能保护OP放电压为0.5～0.6V) 大器的输入段。 对于OP放大器的反相输入端子，当OP放大器自身线性动作时，即正常动作时发生虚地动作，但因过大的输入使输出电压饱和其关系破坏时，OP放大器的输入端子上就会呈现出与输入电压成比例的电位。
OP放大器的电源在OFF时也是同样的。因此，在接受外部来的信号的电路中，这样的过电压保护是很重要的。


图2 OP放大器电路中的输入电压的限制
图2是除去图(a)电路中的二极管，研究电源电压施加±12V以上的输入（这里为±19V）时的输入信号和OP放大的反相输入端子的波形图。
当在反相输入端子施加与输入电压成比例的电压时，根据情况的不同，过大输入电压下输入电路会破损。 因此，在反相输入和非反相输入端子上连接常用的硅二极管D1、D2，以正向电压y，限制OP放大器的反相输入端子时，如图3所示，反相输入端子的电位可抑制在约±0，5V(VF＝约0.5V)以下。当然，OP放大器动作时可忽视D1、D2的存在。 图(b)是使OP放大器非反相动作时的输入电压限制电路。在这个电路中，由于电源电压(±12V)以上的输入，OP放大器的非反相输入端子的电压为正时，二极管D1导通，12V被限制在＋1VF；为负时二极管D1导通，-12V被限制为-VF。


图3 二极管箝位时的OP放大器的反相输入波形
图4是无二极管D1、D2时的输入电压和非反相输入端子波形。负输入时被限幅在约-12V，这是由OP放大器输入电路的构成得到的。这里如果用LF365N以外的OP放大器情况就会不同。


图4 二极管箝位时的OP放大器的非反相输入波形
如图5是用二极管D1、D2，限制输入电压时的波形。由图中可知，正侧限位约＋13V，负侧约12V。


图5 二极管箝位时的OP放大器的非反相输入波形

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