【经验】解析运放的阻塞现象及消除措施

时间： 2021-09-25 来源：世强

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集成运放出现阻塞现象时，放大电路将失去放大能力，相当于信号被运放阻断一样。例如电压跟随器就常发生阻塞现象，这是因为跟随器的输入、输出电压幅度相等，其输入信号的幅度一般较大(跟随器作为输出级时)，如果运放输入级偏置电压不大于输入信号的峰一峰值，则输入级在输入信号峰值时会变为饱和状态，当出现饱和时，输入、输出电压变为同相，负反馈就变为正反馈。显然，正反馈将导致输入级一直处于饱和状态，输入信号将不能正常输出，这就造成了阻塞现象。本文主要介绍运放的阻塞现象及消除措施。

为了进一步说明阻塞现象的成因，举例如下：图(a)为晶体管输入型运放的输入级电路，现假定共模输入电压范围小于 8V，并假定输出信号的电压振幅为14V。若运放接成电压跟随器，参见图(b)，现有一个大于8V的信号加于同相输入端(对应③脚)，当输入信号处于正半周时，输出电压Vo也为正值，这个电压Vo经反馈加在输入差动放大电路Q2的基极，此时Q2将处于饱和导通状态(集电结处于正向偏置)，因此 Vs通过Q2的集电极电阻直接加在运放的输出端，使运放出现阻塞现象。一旦发生阻塞，只能采用切断电源的方法来破坏正反馈。即为恢复运放正常工作，需暂时切断电源。这种阻塞现象具有极大的危险性，它可能使器件迅速损坏，其原因是：由图(a)知输入级采用NPN型晶体管组成差动放大电路，由于输入信号幅度超过共模电压的允许范围，电路将在信号正峰值时出现阻塞，若信号源内阻较低，反馈电阻也较小，流过Q2集电结的电流就过大，有可能烧坏晶体管Q2，使集成运放损坏。另外，在输出端上不论什么原因产生的输出瞬时过压也会造成阻塞现象。

消除阻塞现象的方法一般可分为两类：限制输入电压法和防止输出瞬时过压法。图(b)所示电路即为限制输入电压钳位法，图中±Vcm为共模输入电压上、下限极限值，运用二极管D1和D2实现将输入电压钳位在±Vcm之间。这个方法具有通用性。当运放的电压放大倍数大于l时，其钳位电平值应降低相应的倍数。

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型号- GS87XX系列,GS8047NL,GS321Y,GS4558,LM3XXH系列,GS8047NH,GS358A,GS814X系列,GS3XX,GS358B,GS8709Y,GS8592,GS8591,GS8547系列,GS8594,GS8358,GS3101,GSV33X系列,GS3221,GS872X系列,GS393,LM324H,GS8559系列,GS2261,GS2262,GS8631NH,GS2264,GS8631NL,GS3XX系列,GS8332,GS8331,GS8092N,GS8334,GS321A,GS321B,GS8705系列,GS8091N,GS85XX,GS833X,LMV321,GS8143NL,GS853X系列,GS8549系列,GS8552,GS8551,GS8557,GS8554,GS600X,GS6001Y,GS8559,GS8558,GS7227,LM358,GS4157B,GS358A系列,GS809X系列,GS321YA,GS8143NH,GSV331系列,GS86XX,GS8558NY,LM321,LM324,GS8711系列,GS8531,GS8534,GS8532,GSV331R,GS8539,GS852X,GS8538,GS321YA系列,GS8537,GS80XX系列,GSV332系列,GS8706X,GS8706U,GS809X,GS8537系列,GS6001,GS6004,GS655X系列,GS6002,GS8707系列,GS8549,GS853X,GS8548,GS8547,LM3XX,GS8706X系列,GS862X,GS8043NL,LMV358,GS8750,GS8750系列,GS805X系列,GS8634,GS8632,GS8631,GS874X,GS2401C,GS431,GS8094,GS8092,GS85XX系列,GS8091,GSV33X,LM3XXH,GS8012系列,GS8524,GS8043NH,GS8522,GS8521,GS863X,GS2302,GS2301,GS872X,GS600X系列,GS8052N,GS324,GSV331,GS321,GSV332,GS8054,GS8052,GS8051,GS6551,GS6554,GS6552,GS804X,GS874X系列,GS226X系列,GS8721NH,GS339,GS8628,GS8749,GS863X系列,GS8709系列,GS8051N,GS331,GS8721NL,GS321A系列,GS804X系列,GS852X系列,GS8539系列,GS8740,GS805X,GS8744,GS8622,GS8743,GS8621,GS8742,GS8741,GS8748,GS8626,GS8747,GS655X,GS8746,GS8624,GS8745,GS862X系列,LM3XX系列,GS393A,GS8711,GS814X,GS8712,GS358,GS339A,GS8021系列,GS8042,GS8041,GS8046,GS8740系列,GS8045,GS833X系列,GS8044,GS8722,GS8721,GS8600,GS8048,GS8557系列,GS3157,GS8724,GS86XX系列,LM321H,GS8012,GS8011,GS8331Y,GS3005,GS8707,GS8706,GS8746U,GS8705,GS8709,GS8142,GS8021,GS8141,GS3130,GS8144,LM358H,GS4580

选型指南 - 聚洵 - 2023/3/30 PDF 中文下载

【选型】国产高精密零漂移运放GS8331/8332可以Pin-to-Pin替代TI的OPA333 /2333

聚洵（Gainsil）推出的GS833x系列 (GS8331（单）、GS8332（双））高精密零漂移运算放大器采用台积电先进的CMOS工艺及全新的斩波电路结构设计，可以Pin-to-Pin替代TI的OPA333/2333，参数几乎相同，输入输出都是轨到轨。

器件选型发布时间 : 2020-03-05

GS8551/8552/8554 1.8MHZ Zero-Drift CMOS Rail-to-Rail IO Opamp with RF Filter

型号- GS8552-MR,GS8552,GS8551,GS8554-SR,GS8552-SR,GS8554,GS8551-SR,GS8551-TR,GS8554-TR,GS855X,GS8552-FR

数据手册 - 聚洵 - REV_V3 - April 2022 PDF 英文下载查看更多版本

【选型】零漂移单通道运放GS8551可pin to pin替换ADI的AD8551，失调电压1uV且具有超低功耗

在温度、压力等传感器应用中，需要精密放大器调理输出信号，一般要求低功耗、低失调电压、低漂移，ADI的AD8551有不少工程师选用，为降低供货风险和物料成本，需要国产替代。推荐国产聚洵单通道运放GS8551，采用COMS工艺设计，具有1.8MHz的增益带宽乘积、输入失调电压低至1uV、零点漂移0.03uV/ ˚C，可以pin to pin替代AD8551，降低功耗和BOM成本。

器件选型发布时间 : 2020-03-06

【选型】双通道运放GS8552助力酒精测试仪检测信号放大，电压噪声密度38nV/√Hz@1kHz

酒精测试仪不能直接输入ADC进行处理，需要、低失调电压、低功耗、零漂移的运算放大器来调理信号。推荐聚洵双通道轨到轨运算放大器GS8552，工作电压1.8-5.5V，增益带宽积1.8MHz，输入失调电压1μV，输入失调电压温漂30nV/℃。

器件选型发布时间 : 2022-08-19

聚洵-润石对照表

型号- RS324AXP,RS324AXQ,GS8632-SR,GS358-SR,GS8631-TR,GS8634-SR,RS324XQ,GS8722-SR,GS8722-MR,GS3157-CR,RS358AXK,GS321-TR,RS8031XF,RS6332XTDE8,RS331XF,RS2105XN,GS324-SR,RS8912XH,RS621BXF,GS8041-TR,RS358XK,RS624XQ,GS8522-SR,GS321-CR,RS8752XK,GSV331-TR,RS321BKXF,RS122XK,GS8522-MR,GS358-FR,GS8706-TR,RS6332PXK,RS122XM,RS6334XTQC16,GS3130-FR,GS8052-SR,RS621XF,RS722XM,RS722XK,GS3130,RS2057XC6,RS622XK,GS324-TR,GS3005-MR,RS321BKXC5

对照表 - 聚洵 - 2023/5/27 PDF 中文下载

GS8591/8592/8594 4.5MHZ Zero-Drift CMOS Rail-to-Rail IO Opamp with RF Filter

型号- GS8592,GS8591,GS8594-TR,GS8592-MR,GS8594,GS859X,GS8594-SR,GS8591-TR,GS8592-SR,GS8591-SR,GS855X

数据手册 - 聚洵 - REV_V2 - March 2020 PDF 英文下载

聚洵-TI对照表

型号- GS8331-TR,GS8332-SR,GS358-SR,OPA354,GS8632-SR,OPA2340,OPA333,GS8634-SR,OPA4340,LMV321,GS8721-TR,GS8722-SR,GS358-MR,GS8632-MR,OPA316,GS8722-MR,GS8591-TR,GS8592-SR,LMP2022,LMP2021,GS321-TR,GS8724-TR,LMV358,GS8592-MR,OPA4316,OPA2333,GS324-SR,OPA2354,OPA2316,OPA4354,OPA348,GS8634-TR,GS8051-TR,GS8054-SR,GS8052-SR,LMV824,LMV724,GS8724-SR,LMV721,LMV324,LMV822,LMV722,GS324-TR,OPA2348,OPA4348

对照表 - 聚洵 - 2023/5/27 PDF 中文下载

【应用】双通道运放GS8722用于环境数据采集板卡信号调理，增益带宽积达11MHz

针对环境数据采集器板卡信号调理应用，推荐国产厂牌聚洵的轨到轨输入/输出的双通道运放GS8722，采用COMS工艺设计，具有高达11MHz的增益带宽乘积、输入失调电压3.5mV、单电源供电2.1V~5.5V，轨到轨输入/输出，低噪声8nV/√Hz @10kHz， SOP-8封装。

应用方案发布时间 : 2020-07-09

聚洵-ADI对照表

型号- GS8331-TR,AD8534,GS8632-SR,GS8552-SR,GS8722-SR,GS358-MR,GS8094-SR,GS321-TR,GS8091-TR,GS324-SR,AD8542,AD8541,AD8544,AD8628,GS8634-TR,GS8051-TR,AD8629,GS8054-SR,GS8724-SR,AD8554,AD8630,AD8552,AD8551,GS8332-SR,GS8552-MR,AD8359,AD8358,GS358-SR,GS8634-SR,GS8554-SR,GS8721-TR,AD869,GS8632-MR,GS8722-MR,GS8551-TR,GS8724-TR,GS8092-SR,AD8606,AD8605,AD8608,GS8554-TR,GS8052-SR,AD8091,AD8051,AD8094,AD8092,AD8054,GS324-TR,AD8052,AD8532

对照表 - 聚洵 - 2023/5/27 PDF 中文下载

【选型】聚洵低功耗零漂移运放GS8551用于在额温枪，参数性能可替代AD8551

聚洵半导体的低功耗零漂移运放GS8551，温漂最大值为30nV/°C，输入失调电压Vos最大漂移1uV，远小于16uV的国家标准。额温枪在测试人体温度时，并不需要很高的频率，因此在设计运放电路时，可以通过外围电路来限定运放环路的带宽，GS8551/2的增益带宽达到1.8MHz，完全满足红外温度传感器对增益带宽的要求的。

器件选型发布时间 : 2020-05-26