OP放大器電路的輸入保護的應用

2021-01-08 電子產品世界

二極體除了整流、檢波電路使用以外，利用如圖1所示的正向電壓特性的電壓限制(限幅、箝位)電路中也經常使用。

　　圖1 二極體的正向電壓-電流特性

　　圖2表示OP放大器中的輸入保護電路的構成。(a)是在OP放大器 的反相輸入端(虛地)連接二極體D1、D2。這樣連接後，輸入端即使加上電源電流特性(矽二極體時，正向電壓以上的高電壓時，也能保護OP放電壓為0.5～0.6V) 大器的輸入段。

　　對於OP放大器的反相輸入端子，當OP放大器自身線性動作時，即正常動作時發生虛地動作，但因過大的輸入使輸出電壓飽和其關係破壞時，OP放大器的輸入端子上就會呈現出與輸入電壓成比例的電位。OP放大器的電源在OFF時也是同樣的。因此，在接受外部來的信號的電路中，這樣的過電壓保護是很重要的。

　　圖2 OP放大器電路中的輸入電壓的限制

　　圖2是除去圖(a)電路中的二極體，研究電源電壓施加±12V以上的輸入（這裡為±19V）時的輸入信號和OP放大的反相輸入端子的波形圖。當在反相輸入端子施加與輸入電壓成比例的電壓時，根據情況的不同，過大輸入電壓下輸入電路會破損。

　　因此，在反相輸入和非反相輸入端子上連接常用的矽二極體D1、D2，以正向電壓y，限制OP放大器的反相輸入端子時，如圖3所示，反相輸入端子的電位可抑制在約±0，5V(VF＝約0.5V)以下。當然，OP放大器動作時可忽視D1、D2的存在。

　　圖(b)是使OP放大器非反相動作時的輸入電壓限制電路。在這個電路中，由於電源電壓(±12V)以上的輸入，OP放大器的非反相輸入端子的電壓為正時，二極體D1導通，12V被限制在＋1VF；為負時二極體D1導通，-12V被限制為-VF。

　　圖3 二極體箝位時的OP放大器的反相輸入波形

　　圖4是無二極體D1、D2時的輸入電壓和非反相輸入端子波形。負輸入時被限幅在約-12V，這是由OP放大器輸入電路的構成得到的。這裡如果用LF365N以外的OP放大器情況就會不同。

　　圖4 二極體箝位時的OP放大器的非反相輸入波形

　　如圖5是用二極體D1、D2，限制輸入電壓時的波形。由圖中可知，正側限位約＋13V，負側約12V。

　　圖4 二極體箝位時的OP放大器的非反相輸入波形


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