晶體管OP放大器4549的性能

剛剛確認(rèn)4549作為OP放犬器能正常地工作后，就讓我們立即進(jìn)行性能的測(cè)定，并且試一下與ICOP放大器υPC4570作一比較，決一勝負(fù)。

輸入補(bǔ)償電壓所謂輸入補(bǔ)償電壓，就是在OP放大器的兩個(gè)輸入端之間、等效地產(chǎn)生的直流電位差。

測(cè)量4549輸入補(bǔ)償電壓用的電路。電路的增益為100倍，任何一個(gè)輸入端都通過(guò)電阻接地。測(cè)量此時(shí)的輸出電壓，并將它縮小1/100后的電壓，就認(rèn)為是等效地在輸入端間產(chǎn)生的電位，即VIo。

在測(cè)量VIo時(shí)必須注意的是，由各自的輸入端看到的阻抗要一致。如果不是這樣，則由于晶體管基極電流所產(chǎn)生的壓降在輸入端之間產(chǎn)生除了VIo之外的電位差的緣故（這已在第11章的差動(dòng)放大電路處進(jìn)行過(guò)實(shí)驗(yàn)）。

在RB≈Rs∥Rf與阻抗一致。在實(shí)際電路中，使用OP放大器時(shí)，利用兩個(gè)輸入端的阻抗相一致的特點(diǎn)，就能夠?qū)⑤敵龆说闹绷餮a(bǔ)償電位做得最小。

此時(shí)的輸出信號(hào)V。的電位,為0.94V（不考慮符號(hào)）。因此VIo=9.4mVDC。

υPC4570的VIo,最大為5mV（5mV為最大值，實(shí)際的IC為更好的值）。4549比起它來(lái)是相當(dāng)大的值。

這是4549首先的一個(gè)“失敗”！

其原因是由于在初級(jí)差動(dòng)放大電路中N80C31AH使用的晶體管Tr1與Tr2沒(méi)有使用單片式雙管的緣故(Tr1與Tr2的VBE之差為9.4mV)。而IC的元件間的特性是極其一致的。

順便地提一下，Tr1與Tr2使用單片雙管2SC3381（東芝）后的輸出信號(hào)Vo。Vo=42mV，VIo=0.42mV。

可以知道，即使在用分立器件制作的OP放大器中，如果使用這種晶體管，輸入補(bǔ)償電壓也就變得很小。如果從最初開(kāi)始就使用這個(gè)單片雙管就好了。

在想減少輸出補(bǔ)償電壓時(shí)（直流放大電路等），請(qǐng)?jiān)囉脝纹p管。使用單片雙管時(shí)，也能夠減少VIo的溫度漂移。

頻率特性

將4549作為同相放大器使用，電壓增益Av分別為OdB、20dB和40db變化時(shí)的電壓增益的頻率特性。三根曲線都在高頻范圍稍有一峰，但是Av=20dB時(shí)的截止頻率fch約為8.1MHz。

υPC4570的電壓增益的頻率特性。

雖然是沒(méi)有峰的漂亮的特性，但是Av=20dB時(shí)的fch約1.8MHz，比起4549來(lái)要低得多。

頻率特性也是4549的又一“勝利”。因此是二“勝”一“敗”。

順便地，將通過(guò)速率好的υPC814C的頻率特性?？匆幌略撎匦裕珹v=20dB時(shí)的fch≈740kHz，所以比起υPC4570來(lái)，無(wú)論如何υPC814C是差的。那么，那個(gè)通過(guò)速率究竟到什么地方去了呢？

這是由于υPC814C不是用改善頻率特性來(lái)提高通過(guò)速率的，而是用前饋——即將對(duì)矩形的工作緩慢的放大級(jí)進(jìn)行旁路的方法來(lái)提高通過(guò)速率的緣故。

噪聲特性

將4549作為同相放大器使用時(shí)，分別在Av=20dB和40dB變化時(shí)，輸入端與GND短路來(lái)進(jìn)行測(cè)量的輸出端頻譜。

同樣是使用ptCP4570時(shí)的頻譜。

可以知道，在Av=20dB時(shí)，幾乎是相同的。但在Av=40dB時(shí)，很明顯4549的噪聲要?。ㄔ鲆孀兇?，可以認(rèn)為噪聲也放大，所以A，葺40dB時(shí)，就有差別）。

這是由于在電路中使用的晶體管的數(shù)目減少了，且使用了比IC內(nèi)部的晶體管噪聲低的晶體管的原因（分立器件，即使是到處都有的通用晶體管，其噪聲也要比IC內(nèi)部使用的晶體管噪聲低）。

無(wú)論如何是4549的勝利！因此是三“勝”一“敗”。

在這里又出現(xiàn)對(duì)υPC4570有幫助的產(chǎn)品，聲頻用的低噪聲OP放大器NJM2068DD(JRC)的頻譜（測(cè)試條件相同）。

雖然該OP放大器比起)υPC4570是低噪聲放大器，但仍然是4549的噪聲較小。真是“復(fù)仇不成，反而被害”。

總諧波失真率

在同相放大器中將增益設(shè)定在20dB時(shí)，4549的總諧波失真率THD與輸出電壓的關(guān)系曲線。信號(hào)頻率分別為20Hz、lkHz和20kHz時(shí)，都打破了0.001%的限度（在1V附近）。所以，作為聲頻電路應(yīng)用，是很好的特性。

同樣是υPC4570的THD與輸出電壓的關(guān)系曲線（注意：縱軸的刻度不同）。這是非常漂亮的特性，不管怎么說(shuō)，20Hz與1Hz時(shí)都在0.0001%以下。

理由是υPC4570的開(kāi)環(huán)增益非常大(相差20dB)。開(kāi)環(huán)增益大，則負(fù)反饋量大，所以失真率的改善也應(yīng)該大。在THD方面，4549徹底失敗，因此是三“勝”二“敗”。

4549與υPC4570的“勝敗”結(jié)果

到此為止是三“勝”二“敗”。剛要定4549勝利時(shí)，由于還有其他方面的特性有待測(cè)試，故暫時(shí)還分不出“勝”“負(fù)”！

關(guān)于頻率特性，所謂的OP放大器在什么地方。由誰(shuí)、使用什么樣的電路來(lái)進(jìn)行測(cè)試等問(wèn)題上很難搞清楚，與其胡亂地?cái)U(kuò)展頻率特性，還不如在提高電路的穩(wěn)定度方向上下功夫。當(dāng)考慮穩(wěn)定度時(shí)，由于4549那樣在頻率特性上出現(xiàn)峰，或許不能說(shuō)是十分穩(wěn)定的（通常，在頻率特性有峰，則就不穩(wěn)定）。

為了進(jìn)一步使4549穩(wěn)定，除了Cl與R4，再加入相位補(bǔ)償電路即可。但是要注意，相位補(bǔ)償越嚴(yán)重，則頻率特性變得越壞。