完美積分電路設(shè)計(jì)之我見

我們一說到積分電路，相信大家都很熟悉，腦海里一定會(huì)出現(xiàn)下面的圖像：

以及其典型應(yīng)用方波變換三角波(紅色為輸入信號(hào)，藍(lán)色為輸出信號(hào))。

同時(shí)在計(jì)算輸入和輸出的時(shí)候，需要一個(gè)基礎(chǔ)知識(shí)就是電容的電量Q和電壓U的關(guān)系以及電流I與時(shí)間T的關(guān)系

其次，利用運(yùn)放虛短虛斷的關(guān)系，我們不難得出：

這僅僅是運(yùn)放用做積分電路的一個(gè)理想模型。在實(shí)際應(yīng)用中如果緊緊這么使用，隨后出現(xiàn)的問題會(huì)讓你應(yīng)接不暇。

在實(shí)際使用積分電路過程中需要注意兩個(gè)因素--電壓漂移和偏置電流對(duì)電路的影響。

A、造成電壓漂移的原因有很多，但是溫度的變化是半導(dǎo)體材料的電路中產(chǎn)生漂移現(xiàn)象主要原因。周圍環(huán)境溫度和半導(dǎo)體內(nèi)部的能量損耗時(shí)發(fā)出的熱量都是造成電壓漂移的因素。因此新出品的運(yùn)放都集成了內(nèi)部調(diào)整電壓漂移或者外部預(yù)留直流電壓漂移的調(diào)控管腳。

B、偏置電流就是第一級(jí)放大器輸入晶體管的基極直流電流(不知道集成運(yùn)放內(nèi)部構(gòu)造的可以補(bǔ)充該方面的知識(shí))。這個(gè)電流保證放大器工作在線性范圍，為放大器提供直流工作點(diǎn)。在使用過程中，偏置電流為運(yùn)放兩個(gè)輸入端偏置電流的平均值，確切地說是運(yùn)算放大器工作在線性區(qū)時(shí)流入輸入端的平均電流，可用于衡量差分放大對(duì)管輸入電流的大小。 運(yùn)放偏置電流消除應(yīng)為正負(fù)端輸入阻抗相同，這樣偏執(zhí)電流造成的影響才能消除。

正是由于以上兩種因素存在(主要隱私)，使集成運(yùn)放在正負(fù)輸入端短接至地的同時(shí)也有輸出。因此為了消除以上兩種因素對(duì)積分電路的影響，我們經(jīng)常采用增加平衡電阻的方法進(jìn)行電路設(shè)計(jì)。

其中R2=R1//(jωc)

為了提高直流負(fù)反饋穩(wěn)定的偏置電壓，可以給電容c并聯(lián)一個(gè)大阻值的電阻，如下圖所示：

在該電路的情況下，R2=R1//(jωc)//R3，這樣一來，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)在工作中會(huì)碰到很多如上的電路，你就能明白該電路的作用了。

相信不少人會(huì)把目光集中在R2的使用上。我經(jīng)過查閱資料和仔細(xì)分析，得出如下結(jié)論：1、在R1 和 R3、c的并聯(lián)電阻很低，引起輸入偏置電流也足夠低使得電壓偏移很小的情況下，可以省略該電阻(在電路添加 R2以前，首先把輸入偏置電流產(chǎn)生的誤差同偏移電壓規(guī)格進(jìn)行比較，該規(guī)格可以從該運(yùn)放的手冊(cè)中得出)。

2、如果運(yùn)放使用FET 或者 CMOS作為放大單元，由于它們的輸入偏置電流非常低，偏移誤差一般也非常小，偏置電阻R2也是可以省略的。

經(jīng)過以上兩種情況分析后，如果可以不使用偏置電阻，而您又處于“保險(xiǎn)期間”而使用了偏置電阻，可能會(huì)由于引入外部噪聲而影響了您的設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞： 積分電路