有些應用可以只用一個理想的運算放大器來實現，但由于某些物理限制而不能只用一個現實生活中的設備在實踐中實現。幸運的是，通?？梢垣@得第二個放大器的幫助，這樣兩個放大器的組合（恰當地稱為復合放大器）可以完成主放大器單獨無法完成的工作。

復合放大器的穩定性考慮

次級運算放大器通常放置在初級運算放大器的反饋回路內，如圖 1（a） 所示。次級器件引入的相位滯后往往會侵蝕復合放大器的 相位裕度？ m ，因此我們可能不得不采取合適的頻率補償措施。

圖 1. （a） 復合電壓放大器的框圖。（b） 計算復合放大器的開環增益 a c和噪聲增益 1/β 的電路。

為了評估復合放大器的穩定性，我們將使用關閉率 （ROC） 技術。這種技術要求我們繪制

復合放大器的總開環增益a c （= a 1 × A 2 ），以及

它的噪聲增益1/β，其中 β 是復合放大器的 反饋因子。

然后我們參考圖 2 來確定手頭的情況并相應地估計？ m。

圖 2. （a） 經常遇到相位裕度情況，其中 （b） 與頻率無關和 （b） 與頻率相關的噪聲增益 1/β（jf）。

為了找到c和 1/β，我們斷開圖 1（b） 中的電路，其中次級放大器的輸出阻抗可能遠小于反饋網絡呈現的阻抗。接下來，我們施加一個測試電壓V t ，我們讓

ac=Vo？Vfac=Vo？Vf

公式 1

和

1β=VtVf1β=VtVf公式 2

提升運算放大器的輸出電流驅動能力

大多數運算放大器旨在提供不超過幾十毫安的輸出電流。例如，久負盛名的 741 運算放大器多可處理 25 mA 的輸出電流。試圖超過此值會激活一些內部看門狗電路，以防止實際電流進一步增加。

在這種情況下，運算放大器將不再正常工作，但至少可以避免因功耗過大而可能造成的損壞。

提高運算放大器輸出電流驅動能力的一種流行方法是使用電壓緩沖器，如圖 3（a） 所示。

圖 3. （a） 使用緩沖器提升運算放大器的輸出電流驅動。（b） 詳細的緩沖區示意圖。

Q 1的功能是向負載 R L提供（或推動）電流，而 Q 2的功能是從 R L吸收（或拉出）電流；這就是為什么說 Q 1 -Q 2對形成推挽輸出級的原因。晶體管 Q 3和 Q 4具有雙重用途：

它們提供達林頓型功能來提高從輸入到輸出節點的電流增益。

它們的基極-發射極電壓降旨在保持 Q 1和 Q 2即使在沒有任何輸出負載的情況下也已經導通，這就是為什么 Q 1和 Q 2也被稱為形成AB 類輸出級的原因。AB 類操作可防止B 類操作固有的失真。

如需更詳細的分析，請參閱圖 3（b） 的完整示意圖，其中我們注意到以下內容：

Q 5 -Q 6和 Q 7 -Q 8對形成兩個電流鏡， 共享相同的偏置電流I BIAS，其中

IBIAS=（VCC？VEBp）？（VEE+VEBn）RBIASIBIAS=（VCC？VEBp）？（VEE+VEBn）RBIAS公式 3

Q 6和Q 8鏡像I BIAS并分別用它來偏置Q 3和Q 4。結果，Q 3和 Q 4產生基極-發射極壓降 V EB3和 V BE4。

響應于 V EB3和 V BE4，Q 1和 Q 2產生基極-發射極壓降 V BE1和 V EB2使得

VBE1+VEB2=VEB3+VBE4VBE1+VEB2=VEB3+VBE4方程式 4

在沒有任何負載的情況下，Q 1和 Q 2必須汲取相同的電流。根據等式 4，Q 1和 Q 2汲取的公共電流必須等于 Q 3和 Q 4汲取的公共電流，即 I BIAS。因此，在沒有負載的情況下，集電極電流滿足條件I C1 = I C2 = I C3 = I C4 = I BIAS。

在下一篇文章中，我們將通過在 PSpice 中模擬我們的電壓緩沖器來擴展這個對話，并利用該分析來提升我們 741 運算放大器的電流輸出驅動。