今天講解集成運放輸入電壓保護的常用方法、設計思路，以供大家學習借鑒。

01

差模輸入電壓保護電路

輸入端差模電壓超過集成運放差模輸入電壓的允許范圍，將導致集成運放損壞，必要時需加保護電路。

(1) 穩(wěn)壓管保護電路

將同一型號的兩只穩(wěn)壓管反向串聯(lián)后并在集成運放的兩個輸入端，應用穩(wěn)壓管的鉗位作用可對集成運放的輸入端進行保護。穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值Uz＜|Uidm|，Uidm為集成運放的最大差模輸入電壓。

以下舉例說明：

應用穩(wěn)壓管設計F001型集成運放的差模電壓保護電路。

電路圖如圖2.3.4所示。

F001型集成運放的最大差模輸入電壓UIDM 為±6V。選擇2CW12型穩(wěn)壓管，Uz: 4~5.5V, 4~5.5<1±6V, 滿足要求。

(2)二極管保護電路

二極管差模電壓保護電路如圖2.3.5所示。

圖2.3.5中，VD1、VD2為保護二極管。VD1、VD2使集成運放兩輸入端之間的電壓不超過±0.7V，設計時選擇VD1、VD2為同型號的二極管，反向電流要小。

舉例說明如下：

應用二極管設計F001型集成運放的差模電壓保護電路。

電路圖同圖2.3.5。VD1、VD2選擇1N4148 型高速開關(guān)二極管，反向電流為0.025μA，正向壓降UF<1V。F001的UIDM為±6V，UF＜|UIDM|，滿足要求。

02

共模輸入電壓保護電路

電路的共模電壓超過集成運放的共模輸入電壓范圍，將導致集成運放損壞，必要時需加保護電路。

(1) 集成運放共模輸入電壓范圍小于電源電壓的保護電路

集成運放共模輸入電壓范圍小于電源電壓的保護電路如圖2.3.6所示。

圖2.3.6中VD1，VD2為引向管；E+、E_為外加電源，其值等于集成運放的允許共模電壓。集成運放輸入電壓的絕對值被鉗位在|E+0.7|V。VD1、VD2為同型號的二極管，其最高反向工作電壓UR>2E。其中，E=E+=|E_|。

舉例如下所示：

設計F007型集成運放的共模電壓保護電路，電源電壓為±15V。F007的共模電壓范圍為±12V。

電路圖同圖2.3.6。圖2.3.6中，Rn為信號源內(nèi)阻，RF、 Rt 為反饋電阻。

①選擇E+、E_
選擇E+、E_為F007的共模電壓范圍，E+=+12V，E_=-12V

②VD1、VD2
VD1、VD2選用1N4148型高速開關(guān)二極管，最高反向工作電壓UR為75V，即UR>2E，符合要求。

(2) 集成運放共模輸入電壓范圍等于電源電壓的保護電路

集成運放共模輸入電壓范圍等于電源電壓的保護電路如圖2.3.7所示。圖2.3.7中，VD1、VD2為保護二極管，集成運放輸入端電壓被鉗位在Uee-0.7V和Ucc+0.7V。

VD1、VD2為同型號二極管，其最高反向工作電壓UR應滿足2UR＞Ucc-Uee。Ucc為正電源電壓，Uee為負電源電壓。

舉例說明如下：

設計F253型集成運放的共模電壓保護電路，電源電壓為±15V。

F253的共模電壓范圍為±15V，等于電源電壓。其共模電壓保護電路的電路圖同圖2.3.7。

圖2.3.7中，Rn為信號源內(nèi)阻，RF、Rf為反饋電阻。

VD1、VD2選用1N4148型高速開關(guān)二極管。其UR=75V, 2UR>Ucc-Uee=30V，滿足要求。

03

反相輸入端的保護電路

反相輸入端保護電路如圖2.3.8所示。圖2.3.8中，VD1、VD2為保護二極管。

VD1、VD2將集成運放反相輸入端電壓鉗位在±UF。UF為二極管正向壓降。二極管最高反向工作電壓應大于電源電壓。

舉例說明：應用7F741M 型集成運放組成反相型放大器，設計其反相輸入端保護電路。

電源電壓為±15V

電路圖同圖2.3.8

VD1、VD2選用1N4148型高速開關(guān)二極管，正向壓降UF<1V，最高反向電壓UR=75V，電源電壓為±15V, 75>|15|，滿足要求。

04

同相輸入端的保護電路

同相輸入端保護電路如圖2.3.9所示。圖2.3.9中，VS1、VS2為同型號的穩(wěn)壓管，穩(wěn)定電壓為Uz。Ucc、Uee分別為集成運放的正、負電源，并且Ucc=|Uee|。選擇VS1、VS2時，應使(Uz+UF)≤Ucc。同相輸入端被鉗位在±(Uz+UF)。UF為穩(wěn)壓管的正向下降。

舉例如下所示：

應用7F741M型集成運放組成同相型放大器，設計同相輸入端保護電路，電源電壓為±12V。

電路圖同圖2.3.9

VS1、VS2選擇2CW17型穩(wěn)壓管，Uz：9~10.5V，正向壓降UF≤1V，穩(wěn)定電流Iz為23mA。

R1=(Ucc-Uz)/Iz，取Uz為中間值，即Uz=9.75V，則R1=(12-9.75)/(23x10-3)=97.8Ω，取系列值100Ω。

責任編輯：xj

原文標題：運放輸入端保護電路怎么做？這些設計經(jīng)驗值得借鑒

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