白皮书：SLOAO11

原文作者：Jim Karki

本文由以下6部分来讲解。

引言，介绍，同相放大器，反向放大器，运算放大器电路内部简图，运算放大器的参数。

运算放大器内部框图

实际运放不是理想的，收到许多限制，为了理解和讨论这些限制的源头，需要立即运放的内部电路，图6是内部的简化框图

 

虽然简化了，这个电路包含三个级，输入级，中间级，输出级

输入级的功能是放大输入差分Vp-Vn，并将其转换为单端信号。中间级进一步放大信号并提供频率补偿。输出级提供输出驱动能力。

输入级

输入级的对称性是其工作的关键。晶体管对 Q1-Q2和Q3-Q4尽可能地匹配。Q3是二极管连接的（将三极管连接成二极管，在电路中起温度补偿作用，将发射级和基极连接）。这将迫使Q3中的集电极电流等于IC1。Q3和Q4的基发射极结是平行的，因此它们都看到相同的VBE。由于Q4与Q3匹配，其集电极电流也等于IC1。这个电路叫做电流镜。

电流源2IE分为Q1和Q2。这个划分取决于输入电压Vp和Vn。当Vp大于Vn时，Q1的电流大于Q2，IC1大于IC2。

Q3-Q4的电流镜作用导致IOUT1流入Q2-Q4的集电级。当Vn大于VP时，Q2的电流大于Q1，IC2大于IC1。Q3-Q4的电流镜动作导致IOUT1流出Q2-Q4的集电级。IOUT1是第一级输出的单端信号，与差分输入Vp-Vn成正比。IOUT1=gm1（Vp-Vn）。术语gm1被称为输入级的跨导。输入级是一个跨导放大器。

中间级

第二级将IOUT1转换为电压并提供频率补偿。如果IOUT1流入Q2-Q4的集电极-集电极结，则第二级输出电压被驱动为正。如果IOUT1从Q2-Q4的集电极-集电极结流出，则第二级输出电压被驱动为负。第二级是电阻放大器，第二级电容器CC提供内部频率补偿。它使增益随着频率的增加而降低。没有CC电容，在大多数应用中需要外部补偿，防止运算放大器振荡。

输出级

输出级是典型的AB类推挽放大器。Q6和Q7的发射极跟随器结构为输出负载提供电流驱动，具有单位电压增益。输出级是电流放大器。