lm324工作原理_引脚图功能_特性参数_内部电路及应用电路
一、lm324简介
lm324系列器件带有真差动输入的四运算放大器，具有真正的差分输入。与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著优点。该四放大器可以工作在低到3.0伏或者高到32伏的电源下，静态电流为mc1741的静态电流的五分之一。共模输入范围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。
lm324的特点： 1.短跑保护输出
2.真差动输入级
3.可单电源工作：3v-32v
4.低偏置电流：最大100na（lm324a）
5.每封装含四个运算放大器。
6.具有内部补偿的功能。
7.共模范围扩展到负电源
8.行业标准的引脚排列
9.输入端具有静电保护功能
二、lm324引脚图功能 lm324是四运放集成电路，它采用14管脚双列直插塑料（陶瓷）封装，外形如图所示。它的内部包含四组形 式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。每一组运算放大器可用图1所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输 入端，“v+”、“v-”为正、负电源端，“vo”为输出端。两个信号输入端中，vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端vo的信号与该输入端的相位相 反；vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端vo的信号与该输入端的相位相同。lm324的引脚排列 见图2。
图一lm324符号 图二 lm324功能引脚图
图3 lm324集成电路内部电路图
三、特性参数
由于lm324四运放电路具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点，因此被广泛应用在各种电路中。下面介绍其应用实例。
四、应用电路 1、反相交流放大器
电路见附图。此放大器可代替晶体管进行交流放大，可用于扩音机前置放大等。电路 无需调试。放大器采用单电源供电，由r1、r2组成1/2v+偏置，c1是消振电容。rf如改为可变电阻，可任意调整电压放大的倍数。
图4
放大器电压放大倍数av仅由外接电阻ri、rf决定：av=-rf/ri。负号表示输出信号与输入信号相位相反。按图中所给数 值，av=-10。此电路输入电阻为ri。一般情况下先取ri与信号源内阻相等，然后根据要求的放大倍数在选定rf。co和ci为耦合电容。
2、同相交流放大器
见附图。同相交流放大器的特点是输入阻抗高。其中的r1、r2组成1/2v+分压电路，通过r3对运放进行偏置。
图5
电路的电压放大倍数av也仅由外接电阻决定：av=1+rf/r4，电路输入电阻为r3。r4的阻值范围为几千欧姆到几十千欧姆
3、交流信号三分配放大器
此电路可将输入交流信号分成三路输出，三路信号可分别用 作指示、控制、分析等用途。而对信号源的影响极小。因运放ai输入电阻高，运放a1-a4均把输出端直接接到负输入端，信号输入至正输入端，相当于同相放 大状态时rf=0的情况，故各放大器电压放大倍数均为1，与分立元件组成的射极跟随器作用相同
图6
r1、r2组成1/2v+偏置，静态时a1输出端电压为1/2v+，故运放a2-a4输 出端亦为1/2v+，通过输入输出电容的隔直作用，取出交流信号，形成三路分配输出。
4、测 温电路
见附图。感温探头采用一只硅三极管3dg6，把它接成二极管形式。硅晶体管发射结电压的温度系数约为-2.5mv/℃，即温度每上升1度，发射结电压变 会下降2.5mv。运放a1连接成同相直流放大形式，温度越高，晶体管bg1压降越小，运放a1同相输入端的电压就越低，输出端的电压也越低。这是一个线 性放大过程。在a1输出端接上测量或处理电路，便可对温度进行指示或进行其它自动控制。
图7
5、有源带通滤波器
许多音响装置的频谱分析器均使用此电路作为带通滤波器，以选出各个不同频段的信号，在显示上利用发光二极管点亮的多少来指示出信号幅度的大小。这种有源带 通滤波器的中心频率，在中心频率fo处的电压增益ao=b3/2b1，品质因数 ，3db带宽b=1/（п*r3*c）也可根据设计确定的q、fo、ao 值，去求出带通滤波器的各元件参数值。r1=q/（2пfoaoc），r2=q/（（2q2-ao）*2пfoc），r3=2q/（2пfoc）。上式 中，当fo=1khz时，c取0.01uf。此电路亦可用于一般的选频放大。
图8
此电路亦可使用单电源，只需将运放正输入端偏置在1/2v+并将电阻r2下端接到运放正输入端既可。
6、比较器
当去掉运放的反馈电阻时，或者说反馈电阻趋于无穷大时（即开环状态），理论上认为运放的 开环放大倍数也为无穷大（实际上是很大，如lm324运放开环放大倍数为100db，既10万倍）。此时运放便形成一个电压比较器，其输出如不是高电平 （v+），就是低电平（v-或接地）。当正输入端电压高于负输入端电压时，运放输出低电平。
图9
附图中使用两个运放组成一个电压上下限比较器，电阻r1、r1ˊ组成分压电路，为运放a1设定比较电平u1；电阻r2、r2ˊ组成分 压电路，为运放a2设定比较电平u2。输入电压u1同时加到a1的正输入端和a2的负输入端之间，当ui >u1时，运放a1输出高电平；当ui 《u2时，运放a2输出高电平。运放a1、a2只要有一个输出高电平，晶体管bg1就会导通，发光二极管led就会点亮。若选择u1》u2， 则当输入电压ui越出［u2，u1］区间范围时，led点亮，这便是一个电压双限指示器。若选择u2 》 u1，则当输入电压在［u2，u1］区间范围时，led点亮，这是一个“窗口”电压指示器。
此电路与各类传感器配合使用，稍加变通，便可用于各种物理量的双限检测、短路、断路报警等。
7、单稳态触发器
见附图10。此电路可用在一些自动控制系统中。电阻r1、r2组成分压电路，为运放a1负输入端提供偏置电压u1，作为比较电压基准。静态时，电容c1充 电完毕，运放a1正输入端电压u2等于电源电压v+，故a1输出高电平。当输入电压ui变为低电平时，二极管d1导通，电容c1通过d1迅速放电，使u2 突然降至地电平，此时因为u1》u2，故运放a1输出低电平。当输入电压变高时，二极管d1截止，电源电压r3给电容c1充电，当c1上充电电压大 于u1时，既u2》u1，a1输出又变为高电平，从而结束了一次单稳触发。显然，提高u1或增大r2、c1的数值，都会使单稳延时时间增长，反之则 缩短。
图10 图11
图三如果将二极管d1去掉，则此电路具有加电延时功能。刚加电 时，u1》u2，运放a1输出低电平，随着电容c1不断充电，u2不断升高，当u2》u1时，a1输出才变为高电平。参考图四。
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6.具有内部补偿的功能。
7.共模范围扩展到负电源
8.行业标准的引脚排列
9.输入端具有静电保护功能
二、lm324引脚图功能 lm324是四运放集成电路，它采用14管脚双列直插塑料（陶瓷）封装，外形如图所示。它的内部包含四组形 式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。每一组运算放大器可用图1所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输 入端，“v+”、“v-”为正、负电源端，“vo”为输出端。两个信号输入端中，vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端vo的信号与该输入端的相位相 反；vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端vo的信号与该输入端的相位相同。lm324的引脚排列 见图2。
图一lm324符号 图二 lm324功能引脚图
图3 lm324集成电路内部电路图
三、特性参数
由于lm324四运放电路具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点，因此被广泛应用在各种电路中。下面介绍其应用实例。
四、应用电路 1、反相交流放大器
电路见附图。此放大器可代替晶体管进行交流放大，可用于扩音机前置放大等。电路 无需调试。放大器采用单电源供电，由r1、r2组成1/2v+偏置，c1是消振电容。rf如改为可变电阻，可任意调整电压放大的倍数。
图4
放大器电压放大倍数av仅由外接电阻ri、rf决定：av=-rf/ri。负号表示输出信号与输入信号相位相反。按图中所给数 值，av=-10。此电路输入电阻为ri。一般情况下先取ri与信号源内阻相等，然后根据要求的放大倍数在选定rf。co和ci为耦合电容。
2、同相交流放大器
见附图。同相交流放大器的特点是输入阻抗高。其中的r1、r2组成1/2v+分压电路，通过r3对运放进行偏置。
图5
电路的电压放大倍数av也仅由外接电阻决定：av=1+rf/r4，电路输入电阻为r3。r4的阻值范围为几千欧姆到几十千欧姆
3、交流信号三分配放大器
此电路可将输入交流信号分成三路输出，三路信号可分别用 作指示、控制、分析等用途。而对信号源的影响极小。因运放ai输入电阻高，运放a1-a4均把输出端直接接到负输入端，信号输入至正输入端，相当于同相放 大状态时rf=0的情况，故各放大器电压放大倍数均为1，与分立元件组成的射极跟随器作用相同
图6
r1、r2组成1/2v+偏置，静态时a1输出端电压为1/2v+，故运放a2-a4输 出端亦为1/2v+，通过输入输出电容的隔直作用，取出交流信号，形成三路分配输出。
4、测 温电路
见附图。感温探头采用一只硅三极管3dg6，把它接成二极管形式。硅晶体管发射结电压的温度系数约为-2.5mv/℃，即温度每上升1度，发射结电压变 会下降2.5mv。运放a1连接成同相直流放大形式，温度越高，晶体管bg1压降越小，运放a1同相输入端的电压就越低，输出端的电压也越低。这是一个线 性放大过程。在a1输出端接上测量或处理电路，便可对温度进行指示或进行其它自动控制。
图7
5、有源带通滤波器
许多音响装置的频谱分析器均使用此电路作为带通滤波器，以选出各个不同频段的信号，在显示上利用发光二极管点亮的多少来指示出信号幅度的大小。这种有源带 通滤波器的中心频率，在中心频率fo处的电压增益ao=b3/2b1，品质因数 ，3db带宽b=1/（п*r3*c）也可根据设计确定的q、fo、ao 值，去求出带通滤波器的各元件参数值。r1=q/（2пfoaoc），r2=q/（（2q2-ao）*2пfoc），r3=2q/（2пfoc）。上式 中，当fo=1khz时，c取0.01uf。此电路亦可用于一般的选频放大。
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图9
附图中使用两个运放组成一个电压上下限比较器，电阻r1、r1ˊ组成分压电路，为运放a1设定比较电平u1；电阻r2、r2ˊ组成分 压电路，为运放a2设定比较电平u2。输入电压u1同时加到a1的正输入端和a2的负输入端之间，当ui >u1时，运放a1输出高电平；当ui 《u2时，运放a2输出高电平。运放a1、a2只要有一个输出高电平，晶体管bg1就会导通，发光二极管led就会点亮。若选择u1》u2， 则当输入电压ui越出［u2，u1］区间范围时，led点亮，这便是一个电压双限指示器。若选择u2 》 u1，则当输入电压在［u2，u1］区间范围时，led点亮，这是一个“窗口”电压指示器。
此电路与各类传感器配合使用，稍加变通，便可用于各种物理量的双限检测、短路、断路报警等。
7、单稳态触发器
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图10 图11
图三如果将二极管d1去掉，则此电路具有加电延时功能。刚加电 时，u1》u2，运放a1输出低电平，随着电容c1不断充电，u2不断升高，当u2》u1时，a1输出才变为高电平。参考图四。
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