运放输出相位反转

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 楼主| SBFX 发表于 2015-5-14 19:15 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 SBFX 于 2015-5-14 19:23 编辑

有一些运放会发生输出相位发转,例如LM324TL074等。现在以LM324TL074为例来分析产生这种现象的原因。测试电路如图1,运放的电源电压是±8VLM324内部电路如图2,图3是实验时测得的波形,当正弦波的幅值超过负电源时,运放输出发生了相位反转。从LM324运放的内部电路图可以知道:当运放输入电压低到一定的时候如比负电源电压低的时候,会有电流从Q3集电极流向Q3基极,再从Q1集电极流向Q1基极,最后从Q2发射极流向Q2基极。也就是说Q1的集电极对基极正偏,集电极电压与基极电压相位关系从反相变成了同相,所以导致运放输出相位反转。
运放输出电压相位反转发生在输入电压超过负电源电压时,当输入电压高于正电源电压时发生的是削顶失真。再看TL074TL074测试电路和LM324的测试电路一样,TL074的内部电路如图4TL074的输入差分对是P沟道的JFET。当同相端输入电压变低的时候,JFET沟道变宽,Q1D极电流变大 Q2的基极电流变大,Q3基电流也变大,Q3集电极电压变低,Q4发射极电压也变低,输出电压也就变低了。但是当同相端输入电压低于负电源电压时,Q1漏极和栅极变成二极管连接。Q2截止,Q3截止,Q4截止,输出电压变成高。与LM324的情况一样,当输入电压低到一定程度,Q1漏极和栅极的相位关系从反相变成了同相,所以输出相位发生了反转。

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styrenes 发表于 2015-5-14 19:59 | 显示全部楼层
原来这样。我还以为是我的电位器问题,每次调到底是,出现反转。
mentor55=5 发表于 2015-5-14 23:57 | 显示全部楼层
首先必须明确的就是。

谢谢大家!

输入LM358的输入+出现负电压。

那么运放的设计理念就是 输入信号在电源电压的范围以内。

范围以外不是运放设计考虑的。

其次没有什么差模电压和共模电压。

就是对于GND的2个输入和输出。

再次感谢大家!

mentor55=5 发表于 2015-5-14 23:58 | 显示全部楼层
最后。

谢谢大家!

如果同相端出现负电压。

那么Q3的基极电流会从同相端流出。

这就完全破坏了正常运放的工作条件。

再次感谢大家!

此时输出的就是高电平。

谢谢大家!
mentor55=5 发表于 2015-5-15 00:01 | 显示全部楼层
毫无疑问。

谢谢大家!

本大师又垫付了人们通常的关于运放输出的所谓的香味饭庄的问题。

再次感谢大家1

FET输入的云芳也是一样的道理。

谢谢大家1
mentor55=5 发表于 2015-5-15 00:04 | 显示全部楼层
还真别说。

谢谢大家!

这个叫做FX的SB的Lz。

说的“会有电流从Q3集电极流向Q3基极,再从Q1集电极流向Q1基极,最后从Q2发射极流向Q2基极。”

除了Q3的集电极改为发射极就正确了之后。

说的还真使认真学习和领会本大师教导的结果。

再次感谢大家! 
mentor55=5 发表于 2015-5-15 00:07 | 显示全部楼层
因此。 

谢谢大家! 

没有本大师的教导。 

人们连运放的基型反转的问题都不知道原因。

这是本大师对于运放领域的又一个重大的教导。

再次感谢大家! 

yujingfa 发表于 2015-5-15 13:41 | 显示全部楼层
啥玩意啊,一帮不知道干啥的污染环境
mentor55=5 发表于 2015-5-15 17:17 | 显示全部楼层
当同相端的电压足够负的时候。

谢谢大家1

Q3的基极电压0.7V左右。

右边的大林顿不能导通。

所以输出高电平。

这就是所谓的“极性反转”的原因。

再次感谢大家!

mentor55=5 发表于 2015-5-15 17:42 | 显示全部楼层
对于TL-082来说。

谢谢大家!

如果+输入低于于负电源电压。

那么FET就关闭没有电流。

者依然是破坏了运放的正常工作条件。

此时输出就是高电平了。

再次感谢大家!

此时左边的FET流过最大电流。

但Q2的基极不会有流入的电流。

所以输出的就是高电平了。

谢谢大家!
 楼主| SBFX 发表于 2015-5-15 18:57 | 显示全部楼层
mentor55=5 发表于 2015-5-15 00:04
还真别说。

谢谢大家!

我写错了。

评论

嗯。知道错误就好。总比业界到如今都不知道为何Q3 的基极电压为-0.7V,而后导致大林顿的基极电压为GND左右强的不是一点半点。谢谢大家!  发表于 2015-5-15 19:24
mentor55=5 发表于 2015-5-15 19:52 | 显示全部楼层
对于TL074来说。

谢谢大家!

当+输入负电压的时候。

再次感谢大家!

Q1的电流增大。

如果Q1的这个电流大于长尾电流元的。

那么电流元的电压就会增大。

如果Q1的电流大于电流元很多。

那么电流元的电压就很大。

这导致Q2的基极电压很低。

于是大林顿无法导通输出高电平。

谢谢大家!
mentor55=5 发表于 2015-5-15 20:01 | 显示全部楼层
所有的正常设计的运放都回出现这种所谓的相位反转的问题。

谢谢大家!

超出范围的输入肯定是会出现问题的。

这才是正常的。

如果没有相位反转才是不正常的。

再次感谢大家1

对于FET如此输入结构超范围是必定如此出现问题的。

但只要在输入范围之内就肯定不会出现问题。

一切都是正常的。

谢谢大家!

它山之石 发表于 2016-12-1 23:11 来自手机 | 显示全部楼层
好贴
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