晶体管QFive被连接成一个二极管，其集电极与基极相连，允许电流流经其发射极。 部分输入电流IIn提供基极电流IB，使两个晶体管导通。 由于它们的基极和发射极具有相同的电压，对称性决定了两个晶体管中从基极流向发射极的电流数量相同。 此外，由于两个晶体管具有相同的增益，它们也将具有相同的集电极电流。 在这个意义上，通过QSix集电极的输出电流IOUT “反映 “了通过QFive的集电极电流。
如果VBE产生的电压过高，那么两个晶体管就可能同时开启，这样就会浪费电能。 作为一个模拟电路元件，运算放大器对电信号本身（其终端的电压或电动势）进行这些操作，而不是对该信号的数字化离散信号操作。 参考电流的一小部分 流入Q10的集电极，这个参考电流被共模控制回路使用。 由于即使是很小的电流差也会使差分放大器失去平衡并产生偏移误差，所以741有一个增强镜像的电流源，如图5b所示。
741: §3.4 共模控制环路
增益级对来自差分放大器的信号执行乘法功能。 在我们进入 在我们进入核心部分之前，让我们看一下我们将使用的几个构建模块。 741的输入1和5是 “偏置调零 “引脚。 这些输入允许调整差分放大器每一侧的偏置电流，以便任何剩余的偏移电压可以被归零。 相反，Q5、Q6和Q7组成了一个电流镜像电路，我们将在下一节讨论。 电流镜像作为一个有源负载，允许比简单的负载电阻有更高的增益。
- 这些是一些最常见和最知名的双极晶体管类型。
- 因此，增益级有两个输出：一个是直接来自Q17集电极的信号，另一个是同一电压上移了1.2V。
- 然而，作为一个有源负载，它有一个非常高的阻抗（这意味着它的电压随着电流的变化而强烈变化），同时保持一个相对恒定的偏置电流通过它。
- 理想情况下，这两个晶体管应作为同一集成电路芯片进行制造，以获得最佳性能。
- 当高 当大电流流经R9时，它增加了Q15的基极-发射极电压。
- 这个最大值将限制差分模式的范围（”+”和”-“输入之间的最大电压差），约为±11V。
- 晶体管Q8和Q9形成一个类似于§3.2中的电流镜。
最终的结果是，这个电路将Q3和Q4的基极电压设定为跟随运算放大器的最佳共模输入电压，同时，它控制了最大的输入偏置电流。 一个理想的运算放大器应该只对差分输入电压敏感。 它的输出应该忽略任何共模电压，无论是稳定还是变化。 741有一个相当聪明的电路，即 “共模控制回路 “来帮助解决这个问题。
741: §5.0 增益级
运算放大器从 “+”输入端获取信号，减去从”-“输入端的信号，然后将结果乘以一个被称为增益的大系数。 741 741 达林顿管对Q16和Q17构成了增益级的核心。 由于它被安排为共发射器放大器，所以它也反转了输入信号。
基极和发射极组成了一个二极管，由其原理图符号上的小箭头表示。 二极管是一个单向的电路元件，所以在正常情况下，电流只能从基极流向发射极，而不能从发射极流向基极。 XL741和741SE分立运算放大器套件是μA741集成电路的晶体管级功能复制品。 这两个套件都使用分立元件，如电阻和单个晶体管，实现了原飞兆半导体μA741数据表中的 “等效电路”。
741: §6.0 输出阶段
与晶体管串联后，它们可以保护3906晶体管，对偏移电压的影响非常小。 最初的μA741中的PNP晶体管的电流增益非常差（小于10的系数），但这是当时唯一可用的。 一个NPN晶体管与一个PNP晶体管的组合（如Q1,Q3或Q2,Q4）创造了一种 “超级PNP “晶体管，或多或少弥补了这个问题。
由于增加了串联的二极管，当过多的差分模式电压被施加到输入端时，输入晶体管Q1至Q4受到保护。 但如果没有D1和D2，关键是要把+和-的输入保持在±11V以内。 如果”-“端电压高于 “+”端电压，那么晶体管Q2、Q4通过Q4的集电极向下传导更多的电流，而晶体管Q1、Q3传导更少。 我们将在下一节(§3.1)中更详细地阐述这一工作原理。
741: §3.0 差分放大器
最终，当-端输入的电压高于+端时，741的输出电压应该下降，所以上面这段话可能看起来是反的。 然而，一切都很顺利：增益级随后会将信号反转为正确的极性。 补充： 上面的陈述是真实的，因为流入和流出一个给定电路节点的电流总量必须相加为零。 如果这对你来说并不直观，你可能想了解或回顾一下基尔霍夫的电路定律。 †当两个输入端连接在一起而输出端断开时，输出端 “更喜欢 “全正或全负，因为它放大了输入端之间的微小差异。 然而，人们总是可以修正调整，直到偏移量几乎正好为零。
741: §4.0 偏置电路
当我们了解组成电路的不同模块的细节时，将这一总体示意图放在旁边会有帮助。
741: §1.1 XL741 和 741SE
运算放大器的输出信号通常反馈到围绕741的外部电路的一个节点。 通常情况下，这个外部电路连接涉及到-输入，以建立负反馈。 它是一个有源负载，以最大限度地提高电路的增益。 你可以把有源负载看作是一个电流源（毕竟它是一个电流镜像）与一个大的、固定的电阻并联在一起。 这个有效的电阻在§5.2所示的共发射器放大器中扮演着负载电阻的角色。
741: §3.2 电流镜像
随着Q15的打开 它从Q14的基极 7412025 “偷 “走了电流，减少了发射极（输出）的数量。 Q14可以向输出端提供电流，而Q20可以 从输出端吸收电流。 这使得运算放大器可以根据需要驱动 根据与输出端相连的电路的需要，在任一方向上驱动电流。
741: §5.3 增益级内部
现在我们已经回顾了基础知识，让我们直接进入741的原理图。 741 同相输入和反相输入分别与NPN晶体管Q1和Q2的基极相连。 7412025 这两个晶体管的集电极通过PNP晶体管Q8连接到正电源VCC+。 因为它的集电极和基极连接在一起，所以Q8在这里的作用就像一个简单的二极管（我们说它是 7412025 “作为一个二极管接线的”）。 因此，Q1和Q2的集电极通常保持在低于VCC+一个二极管压降（约0.7V）的电压。