我们接着上面文章,连续剖析运放的输出级。受限于运放封装的体积,运算放大器的推电流和拉电流都不会太大。那么为了限定电流超过一定的值,uA741内部还专门设计了限流电路,包括推电流限定电路和拉电流限定电路。
我们先来看推电流限定电路,这个功能的实现紧张是靠T13这个管子。从电源流经T12、R9,然后再到负载(Vo)的电流达到一定程度的时候,R9两端的电压就会达到0.7V。我们来打算一下这个电流值。I = 0.7V/R9 = 0.7V/27R = 25mA。那么也便是说,当流过R9的电流值达到25mA旁边的时候,R9两端的电压会达到0.7V。大家看一下,R9这个电阻两端的电压是不是恰好便是T13的基极和射极的端电压,那么也便是说此时T13饱和导通了。T13饱和导通往后,T12的Vbe是不是就小于0.7V了,那么T12是不是就关闭了。那么自然流过R9的电流就变小了。R9和T13这两个器件在这里扮演的,是不是便是一个负反馈的角色,实质上利用的是N管基极电位和集电极电位相位相反的特性来实现的。

下面我们来看一下,拉电流是如何限流的,这个功能紧张是由Q8、T15和T14这三个器件来实现的。
当运放输出为低的时候,比如Q6射极电压低于输出电压Vo,那么对付运放来说,电流的流向是从负载流向Q7的。当流经R10的电流达到一定程度的时候,Q8这个管子就会开通了。Q8这个管子开通了之后,T15这个管子就会流过电流了。T14这个管子是镜像T15的,这里是一个镜像电流源,也便是说T15和T14的集电极电位是相同的。随着流过T15的电流越来越大,那么T15集电极上的电压也就越来越低。同理,T14集电极上的电压也就越来越低,当T14集电极上的电压降落到一定程度之后,那么T8、T9这两个管子就会趋向于关闭状态。这个时候,T9集电极上的电压就会升高了,那么Q6射极上的电压也就提高了,那么流过Q7的Ib和Ic都会变小了。这样也就起到了拉电流的保护浸染。
其余,在741内部,当时的研发职员还搞了一个比较牛逼的发明,便是在放大级和输出级之间加上了一个电容,这个电容也称作米勒电容。
由于T8、T9组成达林顿管形式,放大倍数会很大。如果每个管子的放大倍数是100倍,那么两个管子联合起来便是10000倍。那么也便是说F点电压眇小的变革,都会在T9的集电极产生非常剧烈的电压变革。这个剧烈的dv/dt,实在对运放的稳定性是不利的。为理解决这个稳定性的问题,科学家们考试测验了很多办法,终极在uA741这个运放内部形成了一个较为完美的方案,便是加上一个小电容。在这之前,运放内部都是没有电容的。我们下面来看一下,这个电容可以起到什么样的效果。我们假定F点电压是向低落低的,那么T9 C真个电压是不是急剧上升呀;这个急剧上升的电压,会通过弥勒电容给F点充电,对吧。那么F点的电位是不是就不会低落得那么快了。那这样,T9 C点的电压也就不会上升得那么快了,也便是这个地方的dv/dt也就没有那么剧烈了,进而全体运放系统的稳定性也就得到了改进。但是这个改进,肯定是有本钱的。对付放大互换旗子暗记,大家很随意马虎看出来,运放整体的增益是低落的;旗子暗记的频率越高,运放整体的增益也就越低。某种意义上讲,这个电容在这里起到的是一个低通滤波的浸染。