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为什么要用三极管制作放大电路? 第1页

  

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集成运算放大器通常是为特定的应用设计的, 例如视频(AD847)和 XDSL (AD815),不一定是基于音频。这些放大器在音频波段运行,或在其他特定的应用中都能正常工作。



运算放大器可以使用分立的晶体管和场效应管来搭建,也几乎适用于任何应用。常见于专业音响和高保真产品。缺点是分立元件的多管多级放大器不可避免地比集成电路更大(占用更多空间)、更贵,尽管设计上可以比大多数集成电路得到更优化的程度。

集成放大器也包括单一塑料外壳内的厚膜功率放大器,比如说三洋的STK XXXX厚膜系列。

分立放大器意味着电路使用单个或多个晶体管来达到预期效果。这样的电路在物理上要比厚膜集成模块还要大,而集成电路则非常紧凑。集成功放所需要的只是一个散热器,以及屈指可数的外围元件(通常是几个电阻和电容)和一个电源。由于无论如何制造都需要散热器和电源,显然集成放大是一种快速的方法,同时也便宜很多,制造时间削减了不只一半。 集成放大器提供的另一个好处是合理的匹配,特别是在温度控制方面。所有东西都在同一个基板上,默认匹配得相当好,热漂移也会容易保持平衡。

集成运算放大器就其缺点而言,基本的元件被封装在里面,一般无法精细调整。另外一个严重的缺点是它们的输出级。 常见的集成运算放大器只能把这么丁点的功率放在一个基片上。但几十年来一直在稳步改进,以至于有些型号被认为能产生相当合理的声音。例如非常常见的 TDA2004/2030/729X 和 LM3886 等等。 专用的功率集成运算放大器 LM12 在上世纪还对祖国禁运, 因为它是捣蛋飞行控制的关键元件。

** LM12 的分立元件仿制品电原理图

为什么要用三极管制作放大电路?

用 LM12 举例, 如果被禁运又没有生产集成电路的能力, 那就只能用分立元件来搭建同样功能的电路了。


       http://bitsavers.trailing-edge.com/components/national/_appNotes/AN-0446B.pdf https://www.ti.com.cn/cn/lit/an/snoa761/snoa761.pdf      

分立电路麻烦很多,必须设计每一个阶段,然后让整体正常工作。会占用更多的空间,要更多时间来开发,更多的时间制造,因此会更加昂贵。而且可能需要手工匹配一些元件,主要是输入和输出级。但是,另一方面,分立电路的优点也很多。可以完全控制它们的表现,每个阶段(级),可以使用不同的晶体管,同时进行调整,以获得更好的结果,可以优化每个阶段的预期功能,可以使输出更具扩展性。

举个简单的例子,如果电源是+/-35V,用一个集成的功放输出可能只得到 50W (8欧姆负载),但当负载阻抗下降时会发生过流保护。与此相反,制作一个分立电路允许使用多对高功率、高线性的输出元件,可以驱动低达 2 欧姆的负载。

面对供电电压低于 1.0伏特的放大或者振荡电路的需求,三极管也许是性价比更高的选择。常规的集成运算放大器在供电电压低于 1.0伏特时已经停止正常工作, 歇菜了。

在面对上千伏特高压和上百安培大电流的输出需求时,同样,普通的集成运算放大器是无能为力的,因为能买到的民用集成运算放大器没有这一档货。现在已经很罕见的 CRT 电视机(上世纪很流行的胆机电视机)的场输出和行输出电路, 就用的是分立电路。音频发烧友津津乐道的静电耳机放大器用行输出电路改改就可以了。而雷达用到的射频和微波功率放大器,就没有集成运算放大器什么事了。

在面对超低噪音的输入需求时,特别是射频和微波波段,集成运算放大器是无解的,地球上最好的超低噪音集成运算放大器是 AD797、LM49990、ADA4627/OPA627 这些对北韩禁运的集成电路。AD797的指标是 0.9 nV/√Hz, 如果要 0. 5 nV/√Hz, 那就必须另想办法用分立元件了。

如果被禁运了, 用分立元件可以搭建出表现更好的 LNA, 不管是音频、射频还是微波波段。



在面对复杂的需求时,集成运算放大器可以和分立元件配合。例如扩流、提高供电电压、降低输入噪音、增加输出摆幅都可以把集成运放和分立元件组合成为更强大的功能模块。

集成运放和分立元件并不是敌人,

它们是可以一起干活的。


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看看这个话痨答主有啥其他奇葩崩坏魔愣回答:

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