使用简化电路的高压放大器

许多科学仪器和传感器都需要交流高压驱动器。高压驱动器在很多应用系统中适合于驱动电极。难点在于将普通运算放大器的输出提高到很高的电压。现有的交流高压放大器模块只能将输出放大到大约1200V p-p 以内。本设计实例提出的一种简化交流高压放大器使用了互补的级联NMOS和PMOS晶体管（图1）。OP07运算放大器的输入失调电压低，输入偏置电流小，开环增益高。这些特性使这种运算放大器非常适合用于高增益仪器系统。此外，OP07的失调和增益具有极好时间稳定性和温度稳定性。LM356级的交流增益取决于R3、R4、R7和R9，大约为100。
MTP2P50E型高压 p沟道MOSFET的最大漏级-源级标称电压和最大栅极-漏级标称电压均为500V。BUK456800B型 高压n沟道MOSFET的最大漏级-源级标称电压和最大栅极-漏级标称电压均为800V。Q1～Q6都是PMOS晶体管，Q7～Q12均为NMOS晶体管。这些场效应管非常适合用于高压级联电路。它们对称地串联连接起来，以提高它们适用于电源系统的总击穿电压。偏压电路由成对独立的偏置电阻器R10～R13和R14～R17组成，从而形成了高压放大器的对称输出。图2示出了峰－峰电压为8V p-p、频率为100 Hz的正弦输入信号以及峰－峰电压为1800V p-p的输出信号。图3示出了峰－峰电压为750 mV p-p、频率为2 kHz的正弦输入信号和峰－峰电压为200V p-p的输出信号。该电路的总功率带宽大约是200kHz。