今天講解集成運(yùn)放輸入電壓保護(hù)的常用方法、設(shè)計(jì)思路，以供大家學(xué)習(xí)借鑒。

01

差模輸入電壓保護(hù)電路

輸入端差模電壓超過(guò)集成運(yùn)放差模輸入電壓的允許范圍，將導(dǎo)致集成運(yùn)放損壞，必要時(shí)需加保護(hù)電路。

(1) 穩(wěn)壓管保護(hù)電路

將同一型號(hào)的兩只穩(wěn)壓管反向串聯(lián)后并在集成運(yùn)放的兩個(gè)輸入端，應(yīng)用穩(wěn)壓管的鉗位作用可對(duì)集成運(yùn)放的輸入端進(jìn)行保護(hù)。穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值Uz＜|Uidm|，Uidm為集成運(yùn)放的最大差模輸入電壓。

以下舉例說(shuō)明：

應(yīng)用穩(wěn)壓管設(shè)計(jì)F001型集成運(yùn)放的差模電壓保護(hù)電路。

電路圖如圖2.3.4所示。

F001型集成運(yùn)放的最大差模輸入電壓UIDM 為±6V。選擇2CW12型穩(wěn)壓管，Uz: 4~5.5V, 4~5.5<1±6V, 滿足要求。

(2)二極管保護(hù)電路

二極管差模電壓保護(hù)電路如圖2.3.5所示。

圖2.3.5中，VD1、VD2為保護(hù)二極管。VD1、VD2使集成運(yùn)放兩輸入端之間的電壓不超過(guò)±0.7V，設(shè)計(jì)時(shí)選擇VD1、VD2為同型號(hào)的二極管，反向電流要小。

舉例說(shuō)明如下：

應(yīng)用二極管設(shè)計(jì)F001型集成運(yùn)放的差模電壓保護(hù)電路。

電路圖同圖2.3.5。VD1、VD2選擇1N4148 型高速開(kāi)關(guān)二極管，反向電流為0.025μA，正向壓降UF<1V。F001的UIDM為±6V，UF＜|UIDM|，滿足要求。

02

共模輸入電壓保護(hù)電路

電路的共模電壓超過(guò)集成運(yùn)放的共模輸入電壓范圍，將導(dǎo)致集成運(yùn)放損壞，必要時(shí)需加保護(hù)電路。

(1) 集成運(yùn)放共模輸入電壓范圍小于電源電壓的保護(hù)電路

集成運(yùn)放共模輸入電壓范圍小于電源電壓的保護(hù)電路如圖2.3.6所示。

圖2.3.6中VD1，VD2為引向管；E+、E_為外加電源，其值等于集成運(yùn)放的允許共模電壓。集成運(yùn)放輸入電壓的絕對(duì)值被鉗位在|E+0.7|V。VD1、VD2為同型號(hào)的二極管，其最高反向工作電壓UR>2E。其中，E=E+=|E_|。

舉例如下所示：

設(shè)計(jì)F007型集成運(yùn)放的共模電壓保護(hù)電路，電源電壓為±15V。F007的共模電壓范圍為±12V。

電路圖同圖2.3.6。圖2.3.6中，Rn為信號(hào)源內(nèi)阻，RF、 Rt 為反饋電阻。

①選擇E+、E_
選擇E+、E_為F007的共模電壓范圍，E+=+12V，E_=-12V

②VD1、VD2
VD1、VD2選用1N4148型高速開(kāi)關(guān)二極管，最高反向工作電壓UR為75V，即UR>2E，符合要求。

(2) 集成運(yùn)放共模輸入電壓范圍等于電源電壓的保護(hù)電路

集成運(yùn)放共模輸入電壓范圍等于電源電壓的保護(hù)電路如圖2.3.7所示。圖2.3.7中，VD1、VD2為保護(hù)二極管，集成運(yùn)放輸入端電壓被鉗位在Uee-0.7V和Ucc+0.7V。

VD1、VD2為同型號(hào)二極管，其最高反向工作電壓UR應(yīng)滿足2UR＞Ucc-Uee。Ucc為正電源電壓，Uee為負(fù)電源電壓。

舉例說(shuō)明如下：

設(shè)計(jì)F253型集成運(yùn)放的共模電壓保護(hù)電路，電源電壓為±15V。

F253的共模電壓范圍為±15V，等于電源電壓。其共模電壓保護(hù)電路的電路圖同圖2.3.7。

圖2.3.7中，Rn為信號(hào)源內(nèi)阻，RF、Rf為反饋電阻。

VD1、VD2選用1N4148型高速開(kāi)關(guān)二極管。其UR=75V, 2UR>Ucc-Uee=30V，滿足要求。

03

反相輸入端的保護(hù)電路

反相輸入端保護(hù)電路如圖2.3.8所示。圖2.3.8中，VD1、VD2為保護(hù)二極管。

VD1、VD2將集成運(yùn)放反相輸入端電壓鉗位在±UF。UF為二極管正向壓降。二極管最高反向工作電壓應(yīng)大于電源電壓。

舉例說(shuō)明：應(yīng)用7F741M 型集成運(yùn)放組成反相型放大器，設(shè)計(jì)其反相輸入端保護(hù)電路。

電源電壓為±15V

電路圖同圖2.3.8

VD1、VD2選用1N4148型高速開(kāi)關(guān)二極管，正向壓降UF<1V，最高反向電壓UR=75V，電源電壓為±15V, 75>|15|，滿足要求。

04

同相輸入端的保護(hù)電路

同相輸入端保護(hù)電路如圖2.3.9所示。圖2.3.9中，VS1、VS2為同型號(hào)的穩(wěn)壓管，穩(wěn)定電壓為Uz。Ucc、Uee分別為集成運(yùn)放的正、負(fù)電源，并且Ucc=|Uee|。選擇VS1、VS2時(shí)，應(yīng)使(Uz+UF)≤Ucc。同相輸入端被鉗位在±(Uz+UF)。UF為穩(wěn)壓管的正向下降。

舉例如下所示：

應(yīng)用7F741M型集成運(yùn)放組成同相型放大器，設(shè)計(jì)同相輸入端保護(hù)電路，電源電壓為±12V。

電路圖同圖2.3.9

VS1、VS2選擇2CW17型穩(wěn)壓管，Uz：9~10.5V，正向壓降UF≤1V，穩(wěn)定電流Iz為23mA。

R1=(Ucc-Uz)/Iz，取Uz為中間值，即Uz=9.75V，則R1=(12-9.75)/(23x10-3)=97.8Ω，取系列值100Ω。

責(zé)任編輯：xj

原文標(biāo)題：運(yùn)放輸入端保護(hù)電路怎么做？這些設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)值得借鑒

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