在电子工程领域，运算放大器（简称运放）是一种非常重要的模拟集成电路，它在信号放大、滤波、比较等方面有着广泛应用。传统的运算放大器通常由集成芯片构成，但在这个技术说明中，我们将探讨如何使用三支分立的晶体管来构建一个开环增益超过100万的运算放大器。接下来，我们将详细阐述这种运放的设计原理、关键组件的作用以及如何实现特定的电路性能。
了解开环增益的概念是至关重要的。开环增益指的是运放对输入信号的放大倍数，而当运放处于开环状态（即没有反馈路径）时的增益。一个高开环增益意味着运放能对输入信号进行极大的放大。在本例中，使用三支分立晶体管搭建的运放，其开环增益竟然可以达到100万倍。
为了达到如此高的增益，设计者通常利用晶体管的直流耦合特性，以及齐纳二极管（D1）来建立一个稳定的偏置点。齐纳二极管的特性是当反向电压超过其齐纳电压时，它会突然导通，并在之后的区间内保持相对稳定的反向电流。由于齐纳二极管能提供一个稳定的参考电压，因此它常用于电压基准的应用中。在这个运放电路中，齐纳二极管D1结合输入晶体管Q1的基射电压以及1MΩ反馈电阻R2上的1V压降来确保输出偏置在电源电压的一半左右，保证了运放电路的稳定工作。
接下来，电路中的R3和C1构成了一个交流耦合电路，这个电路仅允许交流信号通过而阻止直流信号，这可以避免因直流电平偏移对后续电路的影响。重要的是，此运放配置了一个闭环增益为-10，这表明输出信号的幅度是输入信号幅度的10倍，并且由于反馈环节的存在，使得输出与输入之间呈现反向关系。
此外，运放可以被配置为多种模拟电路，比如有源滤波器或振荡器，这增加了它的应用灵活性。在这种情况下，运放能够驱动一个1kΩ的负载。这意味着运放的输出能够提供足够的电流来维持负载正常工作。至于频率响应方面，该运放可在10kHz时提供良好的方波响应，并在50kHz时输出下降3dB，这意味着高频性能是运放性能的一个限制点。
为了改善低频响应，电路设计者可以通过选择合适的输入输出电容值来设定低频响应的截止频率。一般而言，增加电容值会导致低频截止频率降低，反之亦然。针对高频响应的提升，采用较快响应时间的晶体管和精心的电路布局是关键。晶体管的快速响应可以减少信号放大过程中的延迟，而优化的布局则有助于减少寄生电容和电感的影响，从而提高高频性能。
总结以上知识点，使用三支分立晶体管搭建高增益运算放大器的设计要点包括：
1. 齐纳二极管用于提供稳定的电压基准，以确保输出电压偏置在电源电压的一半左右。
2. 1MΩ的反馈电阻实现高开环增益，并与齐纳二极管及晶体管的基射电压协同工作。
3. 使用R3和C1构成交流耦合电路，以允许交流信号通过，同时阻止直流信号。
4. 闭环增益为-10，反相输出设计。
5. 可配置为有源滤波器或振荡器，以实现信号处理的多样应用。
6. 驱动1kΩ负载，保证运放的输出能力。
7. 低频和高频响应的设定和优化，分别通过选择合适的电容值和采用高速晶体管及电路布局优化实现。
8. 在高频率工作时需关注输出下降3dB的频率点，作为性能的一个重要参考指标。
以上内容系统性地概括了三支分立晶体管构建高增益运放的关键知识点和设计方法。通过这些技术细节的理解，电子工程师可以构建出性能优良的运放电路，满足特定应用的需求。
