ZHCAAM2B january 2019 – july 2023 LM124 , LM124-N , LM124A , LM158 , LM158-N , LM158A , LM224 , LM224-N , LM224A , LM258 , LM258-N , LM258A , LM2902 , LM2902-N , LM2902-Q1 , LM2902K , LM2902KAV , LM2904 , LM2904-N , LM2904-Q1 , LM2904B , LM2904B-Q1 , LM2904BA , LM321 , LM324 , LM324-N , LM324A , LM358 , LM358-N , LM358A , LM358B , LM358BA , TS321 , TS321-Q1
3.1 輸出級(jí)原理圖，VOL 和 IOL
運(yùn)算放大器可提供接近負(fù)軌的低輸出電壓，前提是負(fù)載和負(fù)載端接電壓對(duì) 圖 3-1 中所示的“恒流阱”驅(qū)動(dòng)器有利。表 3-1 表明，假設(shè)負(fù)電源軌接地 (GND)，負(fù)載為 10kΩ 或更少時(shí)，輸出低電壓小于 20mV。因此，如果負(fù)載電阻為 10kΩ 或更小并端接到負(fù)軌，則負(fù)載電阻有助于“恒流阱”提供非常低的輸出電壓。
| 參數(shù) | 測(cè)試條件 | 典型值 | 最大值 |
|---|---|---|---|
| VOL 低電平輸出電壓 | RL ≤ 10kΩ | 5mV | 20mV |
如果運(yùn)算放大器負(fù)載（包括反饋網(wǎng)絡(luò)）端接正電壓，則運(yùn)算放大器在將輸出驅(qū)動(dòng)為低電平時(shí)必須灌入電流。圖 3-1 中所示的輸出級(jí)有一個(gè)微弱的恒流阱（由一個(gè)電流調(diào)節(jié)器組成），為低電平灌電流提供低輸出電壓。PNP 發(fā)射極跟隨器可在更高的輸出電壓下提供更高的灌電流。
圖 3-1 突出顯示電流阱驅(qū)動(dòng)器的輸出驅(qū)動(dòng)器級(jí)原理圖輸出引腳可灌入超過(guò) 12μA 的電流，并且仍具有低于 200mV 的輸出低電平，如表 3-2 所示。在數(shù)據(jù)表的電氣特性表中，典型的輸出電流為 30μA 或 40μA。器件原理圖中的“~50μA 電流調(diào)節(jié)器”在本應(yīng)用手冊(cè)中被稱(chēng)為“恒流阱”驅(qū)動(dòng)器，因?yàn)楦鶕?jù)電氣特性表，電流值不一定為 50μA。請(qǐng)注意，數(shù)據(jù)表規(guī)格沒(méi)有最大限制。
| 參數(shù) | 測(cè)試條件 | 最小值 | 典型值 |
|---|---|---|---|
| IO 輸出電流 | VID = 1V < VO = 200mV | 12μA | 40μA |
當(dāng)灌入能力高達(dá) 12μA 時(shí)，輸出低電壓低于 200mV。在更高的電流電平下，恒流阱不再夠用。因此，PNP 發(fā)射極跟隨器提供此電流。但假設(shè)在室溫下，在輸出電壓大約達(dá)到 600mV 之前，PNP 發(fā)射極跟隨器不提供電流。請(qǐng)注意，當(dāng) PNP 發(fā)射極跟隨器處于活動(dòng)狀態(tài)時(shí)，VOL 電平的溫度系數(shù)約為 –2mV/°C。PNP 發(fā)射極跟隨器提供低輸出阻抗，基極電流流向輸出負(fù)載以提高效率。
圖 3-2 所示為低輸出電壓電平與灌電流之間的關(guān)系?？梢钥闯觯瑥暮懔髭弪?qū)動(dòng)器（區(qū)域“A”）到 PNP 發(fā)射極跟隨器（區(qū)域“B”）有明顯的過(guò)渡。請(qǐng)注意，顧名思義，恒流阱驅(qū)動(dòng)器始終處于開(kāi)啟狀態(tài)。
圖 3-2 典型輸出低電壓與輸出灌電流之間的關(guān)系圖 3-2 顯示了兩條端接至 5V 的 16kΩ（黑色實(shí)線）和 300kΩ（黑色虛線）電阻示例負(fù)載線。在整個(gè)電源電壓和溫度范圍內(nèi)，300kΩ 負(fù)載線與器件性能曲線在低 VOL 電平處相交。因此，此負(fù)載的預(yù)期 VOL 很低。16kΩ 負(fù)載線與器件性能曲線在更高的 VOL 下相交，后者隨溫度（而非 VCC）變化。在此負(fù)載下，無(wú)法實(shí)現(xiàn)與負(fù)電源接近的 VOL。如需具有低 VOL，則使用高電阻負(fù)載或端接至負(fù)電源的負(fù)載（包括反饋）。