運算放大器TS321和電壓比較器TS391的工作原理及應

摘要：便攜設備的發(fā)展，要求電子元器件往小型化和低功耗方向發(fā)展，作為超小型封裝的單運算放大器TS321和單電壓比較器TS391在各方面的很好的滿(mǎn)足了這一要求。文中主要介紹這兩款器件的工作原理和一些基本應用。它們的功耗低，體積小，能延長(cháng)電池的使用時(shí)間，節省電路板面積，降低產(chǎn)品成本。
關(guān)鍵詞：超小型；運算放大器；電壓比較器；TS321；TS391

從1963年Robert J．(Bob) Widlar設計出第一片公認的單片集成運算放大器μA702開(kāi)始，運算放大器的發(fā)展，經(jīng)歷了從通用運算放大器到低失調、低噪聲、高增益的高精度專(zhuān)用運算放大器的歷程。這期間324作為一款通用的運算放大器，由于其具有極高的易用性在很長(cháng)的一段時(shí)間內得到了廣泛的應用。但由于324在單片內集成了4個(gè)完全一樣的運放，在一些只用到一個(gè)運放的應用中造成了成本的浪費，而且還消耗更多的電源功耗和電路板面積。作為324的單運放版本，TS321以更小的封裝體積，提供一樣的參數和性能，以更小的電源功耗在應用方面有著(zhù)廣闊的前景。而作為四電壓比較器339的單比較器版本TS391和TS321一樣在小型化方面有著(zhù)非常大的優(yōu)勢。

1 TS321和TS391的工作原理
TS321采用雙極型PNP晶體管作為輸入級，使用兩級放大的形式有效提高電路的增益。T321有著(zhù)極寬的電源電壓范圍，單電源供電時(shí)電壓范圍從3V到30V，正負電源供電時(shí)電源范圍從±1．5V到±15V，具有較低的電源電流(典型值為500μA)和較低的輸入偏置電流，并且在高容性負載下依然能夠穩定工作。
TS391采用的也是雙極型PNP晶體管作為輸入級，能接受很寬的電源電壓范圍，包括單電源或正負電源供電，極低的電源電流(0．2mA)，較低的輸出飽和電流(250mV)，差動(dòng)輸入電壓范圍較大，最大可以等于電源電壓值，輸出端電平可靈活方便地選用。
TS321和TS391均采用SOT23—5L的超小型封裝形式，如圖1所示。

TS391類(lèi)似于增益不可調的運算放大器。比較器有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端。一個(gè)稱(chēng)為同相輸入端(+)，另一個(gè)稱(chēng)為反相輸入端(-)。用作兩個(gè)電壓的比較時(shí)，任意一個(gè)輸入端加一個(gè)固定電壓做參考電壓(也稱(chēng)為門(mén)限電平，它可選擇TS391輸入共模范圍的任何一點(diǎn))，另一端加一個(gè)待比較的信號電壓。當“+”端電壓高于“-”端時(shí)，輸出管截止，相當于輸出端開(kāi)路。當“-”端電壓高于“+”端時(shí)，輸出管飽和。相當于輸出端接低電位。兩個(gè)輸入端電壓差別超過(guò)一定值就可確保輸出能夠從一種狀態(tài)可靠地轉換到另一種狀態(tài)。因此，把TS391用在弱信號檢測等場(chǎng)合是比較理想的。TS391的輸出端相當于一只不接集電極電阻的晶體管，在使用時(shí)輸出端到正電源一般需接一只上拉電阻。選不同阻值的上拉電阻會(huì )影響輸出端高電位的值。因為當輸出晶體三極管截止時(shí)，它的集電極電壓基本上取決于上拉電阻與負載的值。