常见问题

为什么运算放大器的输出会出现反相的现象?

NJM4558系列产品有着相同输入回路的运算放大器就会产生「输出反相」的现象。这是因为当输入信号电压超出了运算放大器共模输入电压范围偏离了V-端的时候,输出电压会突然饱和偏向V+端电源电压。

当输入超出共模输入电压范围信号的时候,输出信号就会如图Fig1所示那样。

输出电压反相现象Fig1 输出电压出现反相现象
注1: 实线是NJM4558系列产品的输出电压出现反相现象时的波形。
虚线是原本理想波形。

输出电压出现反相现象的原因如图Fig2所示,"Q5"和"Q6"处于OFF状态而引起的。

NJM4558的电压跟随器应用回路Fig.2 NJM4558的电压跟随器应用回路虚线表示外部连线。
A 增幅回路初段的发射极端子电压为了能够处于有效状态,对电源电压V+而言,需要"VbeQ5+VbeQ6(≒1.4V)+VsatQ2" 以上电压值。VsatQ2:Q2的集电极饱和电压
B 如果Q5的集极电压降低,Q5和Q6的集电极电流将被切断。由于Q6的集电极端子连有定电流源,所以输出端子将趋近正电源电压V+
C 如果Q5和Q6处于OFF状态,Q6的集电极端子电压将趋近正电源电压V+

当输入信号超出共模输入电压范围偏向V-的时候,由于连接"Q6"的定电流源,输出缓冲放大器的输入会趋近V+电源,并且输出电压也会趋近于V+

Fig3显示了NJM4558的输入电压对输出电压特性图。虚线是理想工作特性曲线。实线是实际工作特性曲线。输入电压低,输出电压就会反相。这种现象不光是NJM4558系列有,NJM2100系列也会产生。只要在运算放大器的共模输入电压范围内工作,就不会出现这种现象。
当出现了输出反相的现象时,为了让共模输入电压在指定的规格内工作,需要重新更改应用回路。

Input Voltage  VS. Output VoltageFig.3 输入电压 对 输出电压
注2: NJM4558的共模输入电压范围特性图
(输入电压对输出电压特性)

用单电源驱动两电源类型运算放大器的时候,在接通电源时,输出会瞬时出现反相现象。因此,使用单电源运算放大器时,即使输入最低电位的GND信号或者输入V-电位信号,输出也不会出现反相现象。输出会出现反相现象的产品如下所示。

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