集成运放的运放工作原理理

您的位置: >
&本文介绍555定时器内部框图及电路工作原理:
555定时器内部框图
555集成时基电路称为集成定时器,是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路,其应用十分广泛。该电路使用灵活、方便,只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器,因而广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。它的内部电压标准使用了三个5K的电阻,故取名555电路。其电路类型有双极型和CMOS型两大类,两者的工作原理和结构相似。几乎所有的双极型产品型号最后的三位数码都是555或556;所有的CMOS产品型号最后四位数码都是,两者的逻辑功能和引脚排列完全相同,易于互换。555和7555是单定时器,556和7556是双定时器。双极型的电压是+5V~+15V,输出的最大电流可达200mA,CMOS型的电源电压是+3V~+18V。
图8-1& 555定时器内部框图
555电路的工作原理
555电路的内部电路方框图如图8-1所示。它含有两个电压比较器,一个基本RS触发器,一个放电开关T,比较器的参考电压由三只5KΩ的电阻器构成分压,它们分别使高电平比较器A1同相比较端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为和。A1和A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超过时,触发器复位,555的输出端3脚输出低电平,同时放电,开关管导通;当输入信号自2脚输入并低于时,触发器置位,555的3脚输出高电平,同时放电,开关管截止。
是复位端,当其为0时,555输出低电平。平时该端开路或接VCC。
Vc是控制电压端(5脚),平时输出作为比较器A1的参考电平,当5脚外接一个输入电压,即改变了比较器的参考电平,从而实现对输出的另一种控制,在不接外加电压时,通常接一个0.01uf的电容器到地,起滤波作用,以消除外来的干扰,以确保参考电平的稳定。
T为放电管,当T导通时,将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路。
555定时器的典型应用
&& (1)构成单稳态触发器&&&
图8-2& 555构成单稳态触发器
上图8-2为由555定时器和外接定时元件R、C构成的单稳态触发器。D为钳位二极管,稳态时555电路输入端处于电源电平,内部放电开关管T导通,输出端Vo输出低电平,当有一个外部负脉冲触发信号加到Vi端。并使2端电位瞬时低于,低电平比较器动作,单稳态电路即开始一个稳态过程,电容C开始充电,Vc按指数规律增长。当Vc充电到时,高电平比较器动作,比较器A1翻转,输出Vo从高电平返回低电平,放电开关管T重新导通,电容C上的电荷很快经放电开关管放电,暂态结束,恢复稳定,为下个触发脉冲的来到作好准备。波形图见图8-3。
图8-3& 单稳态触发器波形图
暂稳态的持续时间Tw(即为延时时间)决定于外接元件R、C的大小。
通过改变R、C的大小,可使延时时间在几个微秒和几十分钟之间变化。当这种单稳态电路作为计时器时,可直接驱动小型继电器,并可采用复位端接地的方法来终止暂态,重新计时。此外需用一个续流二极管与继电器线圈并接,以防继电器线圈反电势损坏内部功率管。
&& (2)构成多谐振荡器
如图8-4,由555定时器和外接元件R1、R2、C构成多谐振荡器,脚2与脚6直接相连。电路没有稳态,仅存在两个暂稳态,电路亦不需要外接触发信号,利用电源通过R1、R2向C充电,以及C通过R2向放电端放电,使电路产生振荡。电容C在和之间充电和放电,从而在输出端得到一系列的矩形波,对应的波形如图8-5所示。
图8-4& 555构成多谐振荡器&&&&&&&&&&&&&&&& 图8-5& 多谐振荡器的波形图
输出信号的时间参数是:& &&T=
=0.7(R1+R2)C
其中,为VC由上升到所需的时间,为电容C放电所需的时间。
555电路要求R1与R2均应不小于1KΩ,但两者之和应不大于3.3MΩ。
外部元件的稳定性决定了多谐振荡器的稳定性,555定时器配以少量的元件即可获得较高精度的振荡频率和具有较强的功率输出能力。因此,这种形式的多谐振荡器应用很广。
&& (3)组成占空比可调的多谐振荡器
电路如图8-6,它比图8-4电路增加了一个电位器和两个引导二极管。D1、D2用来决定电容充、放电电流流经电阻的途径(充电时D1导通,D2截止;放电时D2导通,D1截止)。
图8-6& 555构成占空比可调的多谐振荡器
占空比&&&&&&&&&&&
可见,若取,电路即可输出占空比为50℅的方波信号。
(4)组成施密特触发器
电路如图8-7所示,只要将脚2和6连在一起作为信号输入端,即得到施密特触发器。图8-8画出了、Vi和Vo的波形图。
设被整形变换的电压为正弦波,其正半波通过二极管D同时加到555定时器的2脚和六脚,得到的Vi为半波整流波形。当Vi上升到时,Vo从高电平转换为低电平;当Vi下降到时,Vo又从低电平转换为高电平。
回差电压:
图8-7& 555构成施密特触发器&&&&& 图8-8& 555构成施密特触发器的波形图
非常好我支持^.^
不好我反对
相关阅读:
( 发表人:admin )
评价:好评中评差评
技术交流、我要发言
发表评论,获取积分! 请遵守相关规定!提 交
Copyright &
.All Rights Reserved您的位置: &&
&& 新闻信息
工程师家园
实用线路板电路图三相无刷直流电机控制集成电路的工作原理分享
什么是集成电路
集成电路是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微型结构;其中所有元件在结构上已组成一个整体,使电子元件向着微小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”表示。集成电路发明者为杰克?基尔比(基于硅的集成电路)和罗伯特?诺伊思(基于锗的集成电路)。当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路。
电路工作原理
现在介绍的三相无刷直流(BLDC)电机控制器MD4425单片集成电路,无需霍尔效应传感器,可为三相△形或Y形接法的BLDC电机启动及速度控制提供一切所需要的功能。
ML4425主要采用28脚PDIP和SOIC封装,引脚排列如图1-23(a)所示。ML4425在芯片上集成了启动电路、反向电动势(Back EMF)传感与换向控制电路和PWM速度控制、固定截止时间电流限制、制动及欠压保护电路等,图1示出了其内部组成及典形应用电路。
ML4425电源电压VDD=1ZV,电源电流IDD约30mA,参考电压VREF=6.9V。若驱动12V以直至数百伏的高压BLDC电机,需在IC脚(2)、(3)和(4)与高端开关Q1、Q3和丛之间,分别插人缓冲器:像IR2118这类高压驱动器IC。
图:一款三相无别直流电机控制集成
更多电路图分享,请上捷多邦官网()
【】 【打印】 【】
400-852-8880集成运放电路工作原理 - 电子技术基础知识 - 21IC中国电子网
您当前的位置:&>&&>&&>&
集成运放电路工作原理
集成运放电路简介
如前所述,集成运放电路是一种高放大倍数,高输入电阻,低输出电阻的直接耦合放大电路.由于
直接耦合式电路存在的温漂问题,所以对温漂影响最大的第一级电路几乎毫无例外地采用了差动放
大形式.为了得到高放大倍数,中间级大多采用了共射(共源)放大电路,并常常设计成有源负载以获得
更高的放大倍数.同时为了提高带负载能力,多采用互补型跟随式输出级电路.运放电路一般多由二至
三级放大环节组成,这是因为级数越多,输出与输入信号之间相移越大,引入负反馈以后,越容易产生
自激振荡,使得电路无法正常工作.级数少一级,则比较容易采取简单的方法消除可能产生的自激振荡.
(有关自激振荡见本书4.6节.)
下面我们介绍两种型号的集成运放电路.一种是由双极型晶体管组成的集成运放--F007;另一种是
由场效应管组成的集成运放--C14573.
3.3.1 F007双极型集成运放
F007是目前国内比较通用的集成运放.我们准备简单介绍它的原理电路图,工作原理,分析计算它的
电压放大倍数,输入输出电阻等项性能.它的原理图如图所示.图中各引出端所标数字为组件的管脚编号.
一.电路组成
F007的组成框图如图所示,由三级放大环节和偏置电路等组成.下面分别进行介绍.
输入级已在图中示出.T1~T4组成共集-共基组态的差动放大电路,T5~T7组成有源负载.T8,T9电流源
提供T1,T2的偏置电流IC8,另一路IC9与T10,T11组成的微电流源IC10配合为T3,T4提供偏置电流I34.这样
做的目的是为了抑制温度漂移.其过程是:当温度升高使IC1,IC2增加从而使IC8,IC9增加时,由于IC10基
本恒定,则I34减少,使IB3,IB4减少,将IE1,IE2,及IC1,IC2的增加降下来,使他们基本稳定.输入级是双端
输入(b1,b2)单端输出(c4)形式.
中间级由T16,T17复合管组成的带有源负载(T13)的共射电压放大电路.
输出级是由T14和T18,T19复合管组成的准互补电路.T15和R7,R8构成UBE倍增电路,设置静态偏置,以
克服交越失真.D1和D2起过流保护作用,其原理如下:当输出信号为正且输出电流在额定值以内时,D1管不
导通;若输出电流过大,则R9上压降变大,使D1管两端电压上升而导通,造成对iB14的分流,则限制了iE14的
增大.D2的作用与D1一样,它是在信号为负值时起保护作用.由于T14和T18的特性不同,所以R9和R10也不相
基准电流IR由T11,T12和R5确定,然后通过镜像电流等关系确定其他支路的偏置电流.外接电位器Rw起
调零作用,如前图中的Rw.
二.工作原理
1.静态分析
静态分析时先抓住基准电流IR,然后再求其他支路的电流.
我们在前例中已计算出IR=0.73mA,IC10=28uA,IC12=IC13=0.365mA.
由IC10可求出IC8,IE1等电流.这个关系比较复杂,因为它们互相影响,我们可以联立方程求解.根据厂
家提供的硅PNP管的贝塔值贝塔P=4,可求出IC8=21.6uA.则IE1=0.5*(IC8+2*IC8/贝塔P)=16.2uA.设贝塔1=
150,则IB1=100nA.
其他支路的电流就不再列出数值了.
2.交流性能分析
输入级的计算如前例,得Aiu=-2.46*10的-4次方S,Ri=975k.
第二,三级的等效电路如图所示.我们设外接负载电阻包括R9(或R10)在内为2k.厂家提供贝塔16=100,贝塔
17=贝塔14=150.
则R13=(1+贝塔14)*(RL+R9)=300k
根据计算,rce17=rce13=274k
^UO2=-^IO1*贝塔16*贝塔17*(rce17||rce13||R13)
=-1.41*10的9次方*^IO1
Aui=-1.41*10的9次方
设输出级电压放大倍数接近1,则总的电压放大倍数Au为
Au=^UO/^UI=(^IO1/^UI)*(^UO2/^IO1)*(^UO/^UO2)
=Aiu*Aui*1
=3.5*10的5次方=110dB
按照如图所标的电压极性,Au为正值,则&+&端为同相输入端,表示它的极性与输出端极性相同;&-&端
为反相输入端,表示与输出端极性相反.
电路的输入电阻即第一级的输入电阻,Ri=975k约=1M.
电路的输出电阻Ro=R9+(rbe14+(rce13||rce17))/(1+贝塔14)约=(rce13||rce17)/贝塔14=1k.
电容C是相位补偿电容,约30pF.它的作用是消除自激振荡,其工作原理将在后面介绍.
F007的各项性能指标见附录3D.
3.3.2 C14573 CMOS型集成运放
C14573是由场效应管组成的集成运放电路.由于采用N沟道与P沟道互补的场效应管,故称为CMOS(即
互补MOS)型.与双极型晶体管组成的集成运放相比,CMOS集成运放具有输入电阻高,集成度高,电源适用范
围宽等特点.C14573是四个运放制作在同一块基片上并封装成一个器件的,他们具有相同的温度系数,可
以很方便地进行补偿而组成性能较好的电路.
如图所示是C14573中一个运放的原理电路.下面结合此电路进行分析.
一.电路组成
根据与晶体管的对应关系可看出,这是两级放大电路,全部都是增强型MOS管.
第一级是由T3,T4(P沟道管)组成的共源差动放大电路.T5和T6(N沟道管)构成的镜像电流源作为有源
负载.T2作为电流源提供偏置电流.
第二级是由T8组成的带有源负载(T7)的共源放大电路.
T2和T7的电流由T1确定,这是一个多路电流源电路,T1的电流大小是通过外接电阻R确定的.
电容C与F007中的C作用一样,也是起相位补偿作用的.
VDD与VSS为直流电源,他们的差值要求不大于15v,不小于5v,可以是单电源供电(正或负),也
可以正负电源不对称.但要注意,输出电压的范围将随电源的选择而改变.
二.工作原理
确定电路的静态电流只须先确定流过T1的电流IR,其他的电流则可随之而定了.设T1的开启电
压为UGS(th),则IR=(VDD+VSS-UGS(th))/R.IR一般多选为20~200uA.
下面分析交流性能.
第一级的电路与前图所示电路原理是一样的.我们可以直接求出Aiu.设T3,T4参数相同,T5,T6
参数相同,则
Aiu=^IO1/^UI=-2*^ID4/^UI=-gm4
由于第二级是接在T8管的栅源之间,Ri2很大,而第一级的输出电阻是rDS4||rDS6,所以第一级
的电压放大倍数
Au1=-gm4*(rDS4||rDS6)
第二级为有源负载共源放大电路,很容易求出在负载开路时的电压放大倍数为
Au2=-gm8*(rDS7||rDS8)
Au=Au1*Au2=gm4*gm8*(rDS4||rDS6)*(rDS7||rDS8)
此电路输出开路时的电压放大倍数可达10的4次方(即80dB)以上.由于它的输出电阻比较大,故
带负载能力较差.但它多用于场效应管为负载的电路或负载电阻较高的场合,故作为电压放大电路还
以图中所示的电压极性,得到Au为正值,则标&+&为同相输入端,标&-&为反相输入端.
C14573输入电阻很高,输入的静态电流约为1nA.
由于VDD和VSS可在一定范围内选择数值,所以输出电压范围可变,一般为:下陷值=-VSS+1.05V,上
限值=VDD-2V.
扩展阅读:求集成稳压器工作原理?_稳压器_百科问答
求集成稳压器工作原理?
提问者:马亚春
集成稳压器是指将不稳定的直流电压变为稳定的直流电压的集成电路。由于集成稳压器具有稳压精度高、工作稳定可靠、外围电路简单、体积小、重量轻等显箸优点,在各种电源电路中得到了普遍的应用。1、固定集成稳压器集成稳压器是指将不稳定的直流电压变为稳定的直流电压的集成电路。由于集成稳压器具有稳压精度高、工作稳定可靠、外围电路简单、体积小、重量轻等显箸优点,在各种电源电路中得到了普遍的应用。常用的集成稳压器有:金属圆形封装、金属菱形封装、塑料封装、带散热板塑封、扁平式封装、双列直插式封装等。在电子制用中应用较多的是三端固定输出稳压器。 集成稳压器可分为串联调整式、并联调整式和开关式稳压器三大类。图2所示为应用最广泛的串联式集成稳压器内部电路方框图,其工作原理是:取样电路将输出电压Uo按比例取出,送入比较放大器与基准电压进行比较,差值被放大后去控制调整管,以使输出电压Uo保持稳定。 78xx系列集成稳压器是常用的固定正输出电压的集成稳压器,输出电压有5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V等规格,最大输出电流为1.5A。它的内部含有限流保护、过热保护和过压保护电路,采用了噪声低、温度漂移小的基准电压源,工作稳定可靠。78xx系列集成稳压器为三端器件:1脚为输入端,2脚为接地端,3脚为输出端,使用十分方便。 78xx系列集成稳压器的典型应用电路如下图所示,这是一个输出正5V直流电压的稳压电源电路。IC采用集成稳压器7805,C1、C2分别为输入端和输出端滤波电容,RL为负载电阻。当输出电较大时,7805应配上散热板。下图为提高输出电压的应用电路。稳压二极管VD1串接在78xx稳压器2脚与地之间,可使输出电压Uo得到一定的提高,输出电压Uo为78xx稳压器输出电压与稳压二极管VC1稳压值之和。VD2是输出保护二极管,一旦输出电压低于VD1稳压值时,VD2导通,将输出电流旁路,保护7800稳压器输出级不被损坏。下图为输出电压可在一定范围内调节的应用电路。由于R1、RP电阻网络的作用,使得输出电压被提高,提高的幅度取决于RP与R1的比值。调节电位器RP,即可一定范围内调节输出电压。当RP=0时,输出电压Uo等于78xx稳压器输出电压;当RP逐步增大时,Uo也随之逐步提高。下图为扩大输出电流的应用电路。VT2为外接扩流率管,VT1为推动管,二者为达林顿连接。R1为偏置电阻。该电路最大输出电流取决于VT2的参数。下图为提高输入电压的应用电路。78xx稳压器的最大输入电压为35V(7824为40V),当输入电压高于此值时,可采用下图所示的电路。VT、R1和VD组成一个预稳压电路,使得加在7800稳压器输入端的电压恒定在VD的稳压值上(忽略VT的b-e结压降)。Ui端的最大输入电压仅取决于VT的耐压。集成稳压器还可以用作恒流源。下图为78xx稳压器构成的恒流源电路,其恒定电流Io等于78xx稳压器输出电压与R1的比值。79xx系列集成压器是常用的固定负输出电压的三端集成稳压器,除输入电压和输出电压均为负值外,其他参数和特点与78xx系列集成稳压器相同。79xx系列集成稳压的三个引脚为:1脚为接地端,2脚为输入端,3脚为输出端。 79xx系列集成稳压器的应用电路也很简单。下图所示为输出-5V直流电压的稳压电源电路,IC采用集成稳压器7905,输出电流较大时应配上散热板。同时运用78xx和79xx稳压器,可以组成正、负对称输出的稳压电路。下图所示为±5V稳压电源电路,IC1采用固定正输出集成稳压器7805,IC2采用固定负输出集成稳压器7905,VD1、VD2为保护二极管,用以防止正或负输入电压有一路未接入时损坏集成稳压器。
2、可调集成稳压器CW117为三端可调正输出集成稳压器,输出电压可调范围为1.2&37V,输出电流可达1.5A,其1脚为调整端,2脚为输出端,3脚为输入端。 下图为CW117典型应用电路,R1与RP组成调压电阻网络,调节电位器RP即可改变输出电压。RP动臂向上移动时输出电压增大,向下移动时输出电压减小。当将CW117的调整端直接接地时,即可获得1.2V的固定低压稳压输出。如下图所示为固定低压应用电路。CW117还可以用于软启动电源电路,如下图所示。刚接通输入电源时,C2上无电压,VT导通将RP短路,稳压电源输出电压Uo=1.2V。随着C2的充电,VT逐步退出导通状态,Uo逐步上升,直至C2充电结束,VT截止,Uo达最大值。启动时间的长短由R1、R2和C2决定。VD为C2提供放电通路。CW137为三端可调负输出集成稳压器,输出电压可调范围为-(1.2&37V),输出电流可达1.5A。其1脚为调整端,2脚为输入端,3脚为输出端。 下图所示为CW137典型应用电路。调节电位器RP可改变输出电压的大小,RP动臂向上移动时输出负电压的绝对值增大,向下移时输出负电压的绝对值减小。下图为采用CW117和CW137组成的正、负对称输出可调的稳压电源电路,输出电压±(1.2&37V),最大输出电流1.5A。调节双连同轴电位器RP1,即可使正、负输出电压的绝对值同步变化。 3、精密电压基准集成电路TL431T L431是精密电压基准集成电路,有的资料上称为电压调节器或三端取样集成电路。TL431有两种封装形式:一种为TO-92封装,它的外型和小功率塑封三极管一模一样;另一种为双列直插8脚塑封结构。TL431有三个引出脚,分别用K、R、A表示,其中K为控制端,R为取样端,A为接地端,有些电路图中用1、2、3分别代表R、A、K。TL431损坏后,如无同型号的进行更换,可用KA431、μA431、LM431、YL431、S431、TA76431S、μPC10931J等直接代换。TL431的质量好坏,可用万用表R×1kΩ档,参照上图进行检测,图中&-&号代表黑表笔,&+&号代表红表笔。 由于TL431控制精度高,温度系数很小,所以被广泛应用于VCD、DVD、电脑显示器、彩色电视机和卫星接收机等开关电源电路中。 下图是一个用TL431为核心部件的实用的可调三端稳压电源,它是利用TL431精密稳压源和大功率高反压达林顿三极管D768扩流组合而成。D768的电流为5A,功率为50W,正向最小工作电压为1.5V。若输入电压与输出电压之差大于10V时,则需更换R1(R1为1KΩ~2KΩ)。在输入电压为5V~33V时,输出电压为5V~30V连续可调。在使用时应根据功率大小为D768配备散热片 。 4、用LM338制作24V集成稳压器 这 个电路工作原理是;由于LM338K稳压作用,保证2N3055基极电压恒定。当某种原因输出电压下降(或升高)时,2N3055基极&&发射极极间电压升高(或下降),这时2N3055集电极&&发射极极间电压下降(或升高),从而达到稳定输出电压的目的。电路中C1 、C2 能提高纹波抑制比,VD1 、VD2 是防止C1 、C2放电损坏LM338K,R1 、R2是用来调整电压的。R2取值在120Ω~240Ω之间,按Vout=1.25(1+R1/R2)V公式计 算R1值。当稳压电源器输出等于24V时,LM338K输出约等于24.7V。from:/news/1.htm
回答者:石宇辉
Mail: Copyright by ;All rights reserved.

我要回帖

更多关于 运放工作原理 的文章

 

随机推荐