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

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1应用手册中包含的器件
    1. 1.1 常用原理图
    2. 1.2 基本器件型号
    3. 1.3 输入失调电压等级
    4. 1.4 最大电源电压
    5. 1.5 高可靠性选项
    6. 1.6 HBM ESD 等级
    7. 1.7 LM358B、LM358BA、LM2904B、LM2904BA、LM324B、LM2902B
  5. 2输入级注意事项
    1. 2.1 输入级原理图
    2. 2.2 输入共模范围
    3. 2.3 输入阻抗
    4. 2.4 相位反转
  6. 3输出级注意事项
    1. 3.1 输出级原理图,VOL 和 IOL
    2. 3.2 IOL 和共模电压
    3. 3.3 输出级原理图、VOH 和 IOH
    4. 3.4 短路拉电流
    5. 3.5 输出电压限制
  7. 4交流性能
    1. 4.1 压摆率和带宽
    2. 4.2 压摆率可变性
    3. 4.3 输出交叉延时时间
    4. 4.4 第一个交叉示例
    5. 4.5 第二个交叉示例
  8. 5低 VCC 引导
    1. 5.1 支持 –40°C 的低 VCC 输入范围
    2. 5.2 支持 –40°C 的低 VCC 输出范围
    3. 5.3 低 VCC 音频放大器示例
  9. 6比较器用法
    1. 6.1 运算放大器限制
    2. 6.2 输入和输出电压范围
    3. 6.3 过载恢复
    4. 6.4 压摆率
  10. 7未使用的放大器连接和将输入端直接接地
    1. 7.1 禁止将输入端直接接地
    2. 7.2 未使用的放大器连接
  11. 8结论
  12. 9修订历史记录

过载恢复

过载恢复时间类似于比较器传播延迟。当运算放大器的输入电压差足够大以至于输出达到 VOL 或 VOH 电平并且输出不再随输入而变化时,就会发生过载。即使运算放大器输出没有变化,一些内部节点电压也会继续变化。当输入电压差降低到运算放大器返回到线性工作区域或输入电压极性反转的点时,过载条件结束。过载条件消除后,在输出相比 VOL 或 VOH 电平发生变化之前,存在有限延时时间。此延时是过载恢复时间。数据表中未指定过载恢复时间参数。输出处于 VOH 电平时的恢复时间约为 2µs,与共模电压无关。输出处于 VOL 时的恢复时间随同相输入端的共模电压而变化,如图 6-1 所示。

GUID-793530A6-A61F-46D2-A6CD-9B5AF6086855-low.gif图 6-1 VOL 的负载恢复时间与 VIN+、VID = 200mV、VCC = 30V 的关系

VOL 的可变过载恢复时间的原因如图 6-2 所示。当运算放大器处于线性(正常)操作模式时,差分放大器级输出(红框节点)的电压通常接近 0.6V。在负 (VID < 0) 输入过载事件期间,输出处于 VOL 电平,此节点升至 VCM + 1.3V,而电容器的另一侧为 0V。这会将电容器充电到由 IN+ 引脚上的电压设置的电压。

LM358B、LM2904B、LM324B 和 LM2902B 将红框节点的电压限制在 1.2V。因此,过载恢复时间不会随着 IN+ 电压的增加而增加。当输入过载消除后,差分放大器输出节点电压恢复到 0.6V。发生这种情况的时间取决于输入电压差和内部因素,例如最左侧 6µA 电流调节器的电流和图 6-2 中蓝色方框内突出显示的内部补偿电容器的电容。

GUID-BD7FE9AE-3AB0-400B-9F2A-A53931374526-low.gif图 6-2 过载从 VOL 状态恢复

除了从 VOH 状态的过载恢复时间 2µs 或图 6-1 中从 VOL 状态的过载恢复时间外,在输入恢复时间应用的输入电压差也是影响实际恢复时间的一个因素。用户可以将内部因子时间(2µs 或图 6-1 中的时间)乘以图 6-3 中的标量值,以获得最终的预期恢复时间。VID 是在等待恢复时间的同时应用的电压。

GUID-D148C84E-4B73-4D39-817A-DC4BC648EEAD-low.gif图 6-3 过载恢复乘法器与输入差分电压 (VID) 之间的关系

例如,假设 LM358 输出处于 VOL 状态,同相输入为 10V,反相输入为 10.05V。如果反相输入突然下降到 9.98V,则输出将在大约 90µs 后开始增加。输入共模为 10V,这使得过载恢复时间为 30µs,如图 6-1 所示。输入差分为 10V – 9.98V = 20mV,这使乘法器为 300%,如图 6-3 所示。将两个值相乘;30µs × 300% = 90µs。稍后,当反相输入突然回升至 10.05V 时,输出将在大约 3µs 后开始下降。输出为 VOH,因此恢复时间为 2µs。输入差分为 10.05V – 10V = 50mV,这使乘法器为 150%,如图 6-3 所示。将两个值相乘;2µs × 150% = 3µs。