推挽输出(互补输出)电路+运放的类型等

本文介绍了推挽输出电路的概念,并详细列举了多种常用运放型号及其制造商,包括AD、TI和ST等品牌的众多型号。内容涉及运放的参数、性能和应用,为电子设计人员提供选型参考。

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1.推挽输出(互补输出)电路

按功放输出级放大元件的数量,可以分为单端放大器和推挽放大器。

   
   单端放大器的输出级由一只放大元件(或多只元件但并联成一组)完成对信号正负两个半周的放大。单端放大机器只能采取甲类工作状态。
   
   推挽放大器的输出级有两个“臂”(两组放大元件),一个“臂”的电流增加时,另一个“臂”的电流则减小,二者的状态轮流转换。对负载而言,好象是一个“臂”在推,一个“臂”在拉,共同完成电流输出任务。尽管甲类放大器可以采用推挽式放大,但更常见的是用推挽放大构成乙类或甲乙类放大器。

  

2.常用运放

常用运放选型一览表

LM358

运放选型也不容易,很多参数理解的不是很透彻,型号种类那么多,得选性能好的,还不能太偏,方便购买,同时价格还要合适。电子元件这东西基本上算是一分钱一分货了,主要还是选择适合的,否则再贵的元件在设计中也无法发挥性能。转载一个选型表,比较全面的列出了常用的元件。

器件名称 制造商 简介

μA741    TI 单路通用运放 

μA747    TI 双路通用运放 

AD515A  ADI 低功耗FET输入运放 

AD605   ADI 低噪声,单电源,可变增益双运放

AD644   ADI 高速,注入BiFET双运放

AD648   ADI 精密的,低功耗BiFET双运放

AD704   ADI 输入微微安培电流双极性四运放

AD705   ADI 输入微微安培电流双极性运放

AD706   ADI 输入微微安培电流双极性双运放

AD707   ADI 超低漂移运放

AD708   ADI 超低偏移电压双运放

AD711   ADI 精密,低成本,高速BiFET运放

AD712   ADI 精密,低成本,高速BiFET双运放

AD713   ADI 精密,低成本,高速BiFET四运放

AD741   ADI 低成本,高精度IC运放

AD743   ADI 超低噪音BiFET运放

AD744   ADI 高精度,高速BiFET运放

AD745   ADI 超低噪音,高速BiFET运放

AD746   ADI 超低噪音,高速BiFET双运放

AD795   ADI 低功耗,低噪音,精密的FET运放

AD797   ADI 超低失真,超低噪音运放

AD8022  ADI 高速低噪,电压反馈双运放 

AD8047  ADI 通用电压反馈运放 

AD8048  ADI 通用电压反馈运放 

AD810   ADI 带禁用的低功耗视频运放

AD811   ADI 高性能视频运放

AD812   ADI 低功耗电流反馈双运放

AD813   ADI 单电源,低功耗视频三运放

AD818   ADI 低成本,低功耗视频运放

AD820   ADI 单电源,FET输入,满幅度低功耗运放

AD822   ADI 单电源,FET输入,满幅度低功耗运放

AD823   ADI 16MHz,满幅度,FET输入双运放

AD824   ADI 单电源,满幅度低功耗,FET输入运放

AD826   ADI 高速,低功耗双运放

AD827   ADI 高速,低功耗双运放

AD828   ADI 低功耗,视频双运放

AD829   ADI 高速,低噪声视频运放

AD830   ADI 高速,视频差分运放

AD840   ADI 宽带快速运放

AD841   ADI 宽带,固定单位增益,快速运放

AD842   ADI 宽带,高输出电流,快速运放

AD843   ADI 34MHz,CBFET快速运放

AD844   ADI 60MHz,2000V/μs单片运放

AD845   ADI 精密的16MHzCBFET运放

AD846   ADI 精密的450V/μs电流反馈运放

AD847   ADI 高速,低功耗单片运放

AD848   ADI 高速,低功耗单片运放

AD849   ADI 高速,低功耗单片运放

AD8519  ADI 满幅度运放 

AD8529  ADI 满幅度运放 

AD8551  ADI 低漂移,单电源,满幅度输入输出运放 

AD8552  ADI 低漂移,单电源,满幅度输入输出双运放 

AD8554  ADI 低漂移,单电源,满幅度输入输出四运放 

AD8571  ADI 零漂移,单电源,满幅度输入/输出单运放 

AD8572  ADI 零漂移,单电源,满幅度输入/输出双运放 

AD8574  ADI 零漂移,单电源,满幅度输入/输出四运放 

AD8591  ADI 带关断的单电源满幅度输入输出运放 

AD8592  ADI 带关断的单电源满幅度输入输出运放 

AD8594  ADI 带关断的单电源满幅度输入输出运放 

AD8601  ADI 低偏移,单电源,满幅度输入/输出单运放 

AD8602  ADI 低偏移,单电源,满幅度输入/输出双运放 

AD8604  ADI 低偏移,单电源,满幅度输入/输出四运放 

AD9610  ADI 宽带运放 

AD9617  ADI 低失真,精密宽带运放 

AD9618  ADI 低失真,精密宽带运放 

AD9631  ADI 超低失真,宽带电压反馈运放 

AD9632  ADI 超低失真,宽带电压反馈运放 

C54DSKplus  TI 低噪高速去补偿双路运放 

L165    ST 3A功率运放

L272    ST 双通道功率运放

L2720   ST 低压差双通道功率运放

L2722   ST 低压差双通道功率运放

L2724   ST 低压差双通道功率运放

L2726   ST 低压差双通道功率运放

L2750   ST 低压差双通道功率运放

LF147   ST 宽带四J-FET运放

LF151   ST 宽带单J-FET运放

LF153   ST 宽带双J-FET运放

LF155   S

### 放大电路输出高电平的原理与设计 #### 高电平输出的基本概念 在电子电路中,放大器的设计目标之一是能够提供稳定的高电平输出。然而,在某些情况下,由于电路结构的原因,可能无法直接实现这一功能。例如,当开关断开时,输出端可能出现悬空状态(高阻态),这可能导致后续负载将其拉至低电平[^2]。 为了确保放大电路可以稳定地输出高电平,通常需要引入额外的元件或调整电路拓扑结构。以下是几种常见的方法及其工作原理: --- #### 方法一:使用推挽输出推挽输出级是一种常用的解决方案,它可以通过两个互补型三极管(NPN和PNP)协同工作来实现高电平和低电平的切换。具体来说: - 当输入信号为高电平时,NPN三极管导通,电流流向负载,从而形成高电平输出。 - 当输入信号为低电平时,PNP三极管导通,将负载连接到地,形成低电平输出。 这种设计的优点在于它可以有效地避免输出端悬空的情况,并能显著提高驱动能力。此外,通过合理选择电阻值和其他参数,还可以进一步优化性能[^1]。 ```circuitikz \begin{circuitikz} \draw (0,0) node[npn](Q1){} (2,0) node[pnp,mirror](Q2){} (Q1.B) -- ++(-1,0) node[left]{Input}; \draw (Q1.C) -- (Q2.C) to[R,l=$R_L$,*-*] (Q1.E); \draw (Q1.E) -- (-1,-2) node[ground]{}; \draw (Q2.E) -- (3,-2) node[ground]{}; \draw (Q1.C) -- ++(0,1) node[right]{Output High}; \draw (Q2.C) -- ++(0,-1) node[right]{Output Low}; \end{circuitikz} ``` --- #### 方法二:增加上拉电阻 另一种简单的方法是在输出端添加一个上拉电阻,该电阻的一端接电源正极,另一端接到输出节点。这样做的目的是,在没有任何其他路径消耗电流的情况下,默认将输出设置为高电平。这种方法特别适用于逻辑门或者简单的缓冲器应用场合[^4]。 不过需要注意的是,这种方式会带来一定的静态功耗损失;因此对于功率敏感的应用场景而言并不总是最佳选择。 --- #### 方法三:运用运算放大器构建电压跟随器 如果希望获得更加精确且稳定的高电平输出,则可以考虑采用运算放大器搭建电压跟随器形式的缓冲网络。在这种配置下,运放内部的大增益特性使得其能够在非常宽泛的工作范围内维持接近理想水平的理想直流偏置点——即所谓的“轨对轨”操作模式[^3]。 下面给出了一种典型的基于OPA847芯片实现的例子代码片段用于说明如何编程控制此类设备完成相应任务: ```python import numpy as np from scipy import signal # 定义输入频率及幅度 f = 50e3 # Hz Vpp = 2e-3 # Volts peak-to-peak t = np.linspace(0, 1 / f * 10, num=1000) input_signal = Vpp / 2 * signal.square(2 * np.pi * f * t) def opa_output(input_voltage): """Simulate OPA847 output behavior.""" gain = 1 # Voltage follower has unity gain return input_voltage * gain output_signal = opa_output(input_signal) print("Simulation completed.") ``` --- #### 总结 综上所述,要使放大电路具备良好的高电平输出能力,可以从以下几个方面入手:一是选用合适的输出级架构比如推挽结构;二是适当加入外部组件像上拉电阻之类的辅助手段;三是借助高性能元器件如特定型号的操作放大器等等。每种方案都有各自的特点以及适用范围,需根据实际需求权衡利弊后再做决定。
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