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741運放內部P管構成的鏡像電流源是怎么工作的

張飛實戰電子 ? 2021-09-02 11:18 ? 次閱讀

上一篇文章對uA741的電流源還沒有分析結束,下面我們繼續往下看741運放內部P管構成的鏡像電流源是怎么工作的。下圖就是P管組成的電流鏡的具體方案,這個和我提出來的方案是不一樣的,具體它們的不同之處在哪里,這篇文章就給大家做下詳細的分析。

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Q1和Q2兩個P管鏡像恒流源這個地方,能夠提供多大的能力,表面上看這個能力是取決于Q2這個電流源的負載。如果它的負載越大,那么提供的電流肯定是越小,反之電流也就越大。實際上真的是這樣么?

T4集電極處的電壓是T4的Rce,R2和Q1的Rce三個電阻分壓的結果。我們假定T4的集電極電壓Vc上升了,那么Q3/Q4的Vb肯定上升,那自然T1和T2的Ve肯定上升。上面這些都沒有疑問對吧。T1和T2這兩個管子都是恒流源接法,對吧。

也就是說T1和T2這兩個管子都是處于放大狀態,流經它們的Ib小了,那么自然Ic也會小了。那Q2自身的Ie也就會小了,是吧。Q2這個管子處于臨界飽和狀態,那么自然它的Ib也就小了。Q1和Q2這兩個管子的Ib電流是相同的,那么Q1的Ib電流也就小了,那么Ib放大之后能夠提供的電流Ib*βt也就小了,那是不是這個電流就小于原來的電流Ic(T3的Ic電流值)了。

這個時候,Q1這個管子就往放大狀態移動了對吧,同時T4這個管子往飽和方向移動。管子往放大狀態移動,它的Rce是不是變大了呀;管子往飽和方向移動,它的Rce是不是變小了呀。所以就有了Q1的Rce上升,T4的Rce下降狀態。那么T4這個管子集電極處的Vc是不是要下降了,那這樣就對沖了T4集電極處電壓上升的影響,T4集電極處的電壓就會保持一個穩定的狀態。

這個電位穩定了,按照剛才的邏輯推理,那么T1和T2的Ic之和,也就是Q2的Ic是不是就穩定了。所以我們說,流過Q2的Ie電流是一個定值。

當然這個分析過程也可以直接從Q2 Ie或者Ic的角度進行分析,分析的結果其實是一樣的,大家可以嘗試一下。

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反向的調節過程,大家可以自己下去分析一下,這里我們就不再贅述了。

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另外大家還發現沒有Q2的C極電位,是不是一個固定的電位呀,這個電位是不是Vcc-0.7V。為什么Q2的Vbe一定是0.7V呢?因為Q2這個管子處于臨界飽和狀態,大家下去可以查一查相關的資料。這里因為Vcc是固定的,Q2的Vbe也是固定的,所以Q2的C極電壓一定是固定的。所以這個電源是不是可以認為是一個恒壓恒流源。這個設計確實非常巧妙。

在上篇文章中,我們是不是提出了一個自創的恒流源設計方式,如下圖所示。

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我們這里是不是使用的Q1的Ib電流作為偏置的呀,那么是不是也就是說Q2最大也只能流經這么大的電流,這個是電流鏡的根本特征是吧。我們舉個例子,當上圖中負載的阻抗變大的時候,是不是它就不需要那么多的電流了呀,那這個時候,流經Q2 的Ic電流是不是就沒有流經Q1的Ic電流大了呀。但是它們的Ib電流是不是還是相等的,那這個時候Q2是不是就往飽和方向移動了,而且這個時候Q2的集電極電壓也不再是Vcc-0.7V了。那么也就是說,這個電流鏡的做法,不能夠保證Q2 集電極處的恒壓恒流特征,具體是不是恒壓恒流,取決于負載的狀態。

那么我們能不能同樣使用反饋的方式來做到讓這個電流鏡一樣恒壓恒流呢?比如像剛才那樣同樣進行電流反饋,我們依然按照剛才的邏輯來分析。假定T2 C極的電壓上升了,這肯定會導致Q2的Ic變小,但是這個反饋回路是不是對Q1的Ib是不是沒有什么影響呀,大家可以看一下圖紙。由于T2 C極的電位上升,確實會導致導致了Q1的Ib變小,那么也就是說Q2的Ib和Ic是同時變小的,這個也沒有辦法保證Q2集電極處恒壓、恒流特征。所以我們提出的那個方案,沒有芯片設計方給出的方案更好。

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那這樣,運放電源部分的設計我們就先到這里。如果我們能夠知道每個運放的放大倍數,那么我們就可以精確地計算出來各個支路的電流值到底是多少,這樣也算是對電源部分有較為深入的理解了。

Q5和Q6這兩個管子的作用主要是調整偏置電壓和增加運放的差分增益,這塊內容我們下節課再進行探討。

責任編輯:haq

原文標題:講透有史以來廣受歡迎的運算放大器μA741(2)---恒壓恒流源

文章出處:【微信號:fcsde-sh,微信公眾號:張飛實戰電子】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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發表于 07-30 06:02 ? 361次 閱讀

NCP6360 用于射頻功率放大器的迷你降壓轉換器

0是一款PWM同步降壓DC-DC轉換器,專為提供用于3G / 4G無線系統(移動/智能手機,平板,平板電腦......)的射頻功率放大器(PA)而優化由單節鋰離子電池供電。該器件能夠提供高達800 mA的電流。輸出電壓可通過模擬控制引腳VCON從0.6 V至3.4 V進行監控。模擬控制允許在通信期間動態優化RF功率放大器的效率,例如在漫游情況下,有利于增加通話時間。此外,在輕負載時,為了優化DC-DC轉換器效率,NCP6360自動進入PFM模式,工作在較慢的開關頻率,對應于PWM模式下的靜態電流降低,器件在開關時工作頻率為6 MHz。同步整流可提高系統效率。 NCP6360采用節省空間的1.5 x 1.0 mm CSP-6封裝。 特性 優勢 輸入電壓2.7V至5.5V 適合單節電池供電應用 使用控制引腳VCON的可調輸出電壓(0.6V至3.4V) 適用于電源跟蹤應用 6 MHz開關頻率 小型電感器和外部元件 PFM / PWM自動模式更改 輕載,中載和重載時的高效率 低靜態電流(典型值30μA) 低功率應用 嵌入式熱保護 防止IC損壞 1.5 x1.0mm2/ 0.5 mm間距CSP封裝 小空間應用程序...
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NCP1592 同步降壓穩壓器 PWM 6.0 A 集成FET

2是一款低輸入電壓,6 A同步降壓轉換器,集成了30mΩ高側和低側MOSFET。 NCP1592專為空間敏感和高效應用而設計。主要特性包括:高性能電壓誤差放大器,欠壓鎖定電路,防止啟動直到輸入電壓達到3 V,內部或外部可編程軟啟動電路,以限制浪涌電流,以及電源良好的輸出監控信號。 NCP1592采用耐熱增強型28引腳TSSOP封裝。 特性 30mΩ,12 A峰值MOSFET開關,可在6 A連續輸出源或接收器處實現高效率電流 可調節輸出電壓低至0.891 V,準確度為1.0% 寬PWM頻率:固定350 kHz,550 kHz或可調280 kHz至700 kHz 應用 終端產品 低壓,高密度分布式電源系統 FPGA 微處理器 ASICs 便攜式計算機/筆記本電腦 電路圖、引腳圖和封裝圖...
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NCV8843 降壓穩壓器 1.5 A 340 kHz 具有同步功能

3是一款1.5 A降壓穩壓器IC,工作頻率為340 kHz。該器件采用V 2 ?控制架構,提供無與倫比的瞬態響應,最佳的整體調節和最簡單的環路補償。 NCV8842可承受4.0 V至40 V的輸入電壓,并包含同步電路。片上NPN晶體管能夠提供最小1.5 A的輸出電流,并通過外部升壓電容進行偏置,以確保飽和,從而最大限度地降低片內功耗。保護電路包括熱關斷,逐周期電流限制和頻率折返短路保護。 特性 優勢 V 2 ?控制架構 超快速瞬態響應,改進調節和簡化設計 2.0%誤差放大器參考電壓容差 嚴格的輸出調節 逐周期限流 限制開關和電感電流 開關頻率短路時減少4:1 降低短路功耗 自舉操作(BOOST) 提高效率并最大限度地降低片內功耗 與外部時鐘同步(SYNC) 與外部時鐘同步(SYNC) 1.0 A關閉靜態電流 當SHDNB為最小時電流消耗最小化斷言 熱關機 保護IC免于過熱 軟啟動 在啟動期間降低浪涌電流并最大限度地減少輸出過沖 無鉛封裝可用 應用 終端產品 汽車 工業 直流電源 電路圖、引腳圖和封裝圖...
發表于 07-30 01:02 ? 186次 閱讀
NCV8843 降壓穩壓器 1.5 A 340 kHz 具有同步功能

NCP81255 用于IMVP8的單相穩壓器

55是一款高性能,低偏置電流,單相穩壓器,集成了功率MOSFET,旨在支持各種計算應用。該器件能夠通過英特爾專有接口接口在可調輸出上提供高達14 A的TDC輸出電流。在高達1.2 MHz的高開關頻率下工作允許采用小尺寸電感器和電容器。該控制器利用安森美半導體的專利高性能RPM操作。 RPM控制可最大化瞬態響應,同時允許不連續頻率調節操作和連續模式全功率操作之間的平滑過渡。 NCP81255具有一個超低偏移電流監視放大器,具有可編程偏移補償,用于高精度電流監視。 特性 優勢 高電流狀態下的自動DCM操作 效率更高 高性能RPM控制系統 更易于補償 IMVP8英特爾專有接口支持 與英特爾CPU兼容 超低偏移IOUT監視器 準確性 動態VID前饋 可編程下垂增益 Ze ro Droop Capable 數字控制工作頻率 這些設備無鉛,無鹵素/ BFR免費且符合RoHS標準 應用 工業嵌入式系統 電路圖、引腳圖和封裝圖...
發表于 07-30 00:02 ? 344次 閱讀

NCV51411 降壓轉換器 低電壓 1.5 A 26??0 kHz 具有同步功能

11是一款1.5A降壓穩壓器IC,工作頻率為260 kHz。該器件采用V2控制架構,提供無與倫比的瞬態響應,最佳的整體調節和簡單的環路補償。 NCV51411可承受4.5V至40V的輸入電壓,并包含一個與外部振蕩器同步的輸入。 NCV51411已通過汽車應用認證,也可作為CS51411商用級。 特性 優勢 V2架構 提供超快速瞬態響應,改進調節和簡化設計 2.0%誤差放大器參考電壓容差 準確的輸出電壓 開關頻率下降短路條件下4:1 降低短路功耗 BOOST引??腳為片上NPN powertransistor提供額外的驅動電壓 允許自舉操作最大限度地提高效率 同步功能 并行供電操作或噪音最小化 睡眠模式的關閉引腳 提供掉電選項(...
發表于 07-30 00:02 ? 212次 閱讀
NCV51411 降壓轉換器 低電壓 1.5 A 26??0 kHz 具有同步功能

KA78R LDO穩壓器 1 A 5至15V 帶固定輸出

XC是一款適用于各種電子設備的低壓差穩壓器。它提供帶有TO-220-4引線全模封裝的恒壓電源。在滿額定電流(1A)下,KA78RXXC的壓差低于0.5V。該穩壓器具有各種功能,如峰值電流保護,熱關斷,過壓保護和輸出禁用功能。 特性 1A / 3.3V,5V,8V,9V ,12V,15V輸出低壓差穩壓器 TO-220全模封裝(4pin) 過流保護,熱關機 過壓保護,短路保護 帶輸出禁用功能 應用 此產品是一般用途,適用于許多不同的應用。 電路圖、引腳圖和封裝圖...
發表于 07-29 23:02 ? 327次 閱讀

SG3525A PWM控制器

A PWM控制器用于控制所有類型的開關電源,可提供更高的性能和更少的外部元件數量。片內+5.1 V基準電壓調整為+/- 1%,誤差放大器的輸入共模電壓范圍包括參考電壓,因此無需外部分壓電阻。振蕩器的同步輸入使多個單元可以從屬,或者單個單元與外部系統時鐘同步。通過連接在CT和放電引腳之間的單個電阻可以編程大范圍的死區時間。該器件還具有內置軟啟動電路,僅需外接定時電容。關斷引腳控制軟啟動電路和輸出級,通過脈沖關斷的PWM鎖存器提供瞬時關斷,以及具有更長關斷命令的軟啟動循環。當VCC低于標稱值時,欠壓鎖定會禁止輸出和軟啟動電容的變化。輸出級采用圖騰柱設計,能夠吸收和輸出超過200 mA的電流。 SG3525A的輸出級具有NOR邏輯,導致關閉狀態的低輸出。 特性 8.0 V至35 V操作 5.1 V +/- 1.0%修剪參考 100 Hz至400 kHz振蕩器范圍 單獨的振蕩器同步引腳 可調節死區時間控制 輸入欠壓鎖定 鎖存PWM以防止多個脈沖 逐脈沖關機 雙源/灌電流輸出:+/- 400 mA峰值 無鉛封裝可用* 應用 半橋 推拉式 電路圖、引腳圖和封裝圖...
發表于 07-29 21:02 ? 1065次 閱讀
SG3525A PWM控制器

NCP81248 用于IMVP8的三軌降壓控制器

48包含一個兩相和兩個單相降壓控制器,針對Intel IMVP8兼容CPU進行了優化。兩相控制器結合了真正的差分電壓檢測,差分電感DCR電流檢測,輸入電壓前饋和自適應電壓定位為IMVP8 CPU提供精確調節的電源。兩個單相控制器利用安森美半導體的高性能RPM操作。 RPM控制最大限度地提供響應,同時允許在連續頻率縮放操作和連續模式全功率操作之間進行平滑過渡。單相導軌具有低偏移電流監測放大器,具有可編程偏移補償,用于高精度電流監測。 特性 Vin范圍4.5 V至25 V 在避免虛假OVP的情況下啟動預充電負載 可調節Vboot(導軌3除外) 高阻抗差分輸出電壓放大器 動態參考注入 可編程輸出電壓擺率 動態VID前饋 每相差分電流檢測放大器 開關頻率范圍200 kHz - 1.2 MHz 數字化穩定的開關頻率 應用 嵌入式系統 電路圖、引腳圖和封裝圖...
發表于 07-29 20:02 ? 273次 閱讀

NCP81245 三軌輸出控制器 兼容IMVP8

45是一款3軌多相降壓解決方案,針對Intel IMVP8兼容CPU進行了優化,用戶配置為3/2/1 + 3/2/1 + 1相,包括選項4/3/2 / 1 + 2/1 + 1.該控制器結合了真正的差分電壓檢測,電感器DCR電流檢測,輸入電壓前饋和自適應電壓定位,為筆記本電腦應用提供精確的穩壓電源。多相軌控制系統基于雙邊沿脈沖寬度調制(PWM)和DCR電流檢測,以降低的系統成本提供對動態負載事件的最快初始響應。單相控制器可用于SA或GTUS導軌。它利用了安森美半導體的專利高性能RPM操作。 RPM控制可最大化瞬態響應,同時允許不連續頻率縮放操作和連續模式全功率操作之間的平滑過渡。單相軌道具有超低偏移電流監視放大器,具有可編程偏移補償,可實現超高精度電流監視。 特性 優勢 多階段計數配置 靈活的用戶可配置選項允許一部分匹配所有功能 與Drmos或離散驅動程序兼容 使用Drmos或Discrete解決方案的靈活選項每個階段 動態參考注射? 支持全MLCC輸出電容 精確的總電流求和放大器 自動相位脫落 開關頻率300kHz至1.2MHz 應用 嵌入式系統 電路圖、引腳圖和封裝圖...
發表于 07-29 20:02 ? 343次 閱讀

NCP81241 具有SVID接口的單相控制器 適用于臺式機和筆記本CPU應用

41單相降壓解決方案針對兼容Intel VR12.1的CPU進行了優化。該控制器結合了真正的差分電壓檢測,差分電感DCR電流檢測,輸入電壓前饋和自適應電壓定位,為臺式機和筆記本電腦應用提供精確調節的電源。單相控制器使用DCR電流檢測,以降低的系統成本為動態負載事件提供最快的初始響應。 特性 優勢 開關頻率范圍250 kHz - 1.2 MHz 引腳可編程 VIN范圍4.5V-25V 涵蓋桌面和筆記本應用程序 啟動進入預充電負載 避免錯誤OVP 高性能操作誤差放大器 數字軟啟動斜坡 應用 終端產品 CPU功率 筆記本電腦 臺式電腦 電路圖、引腳圖和封裝圖...
發表于 07-29 19:02 ? 245次 閱讀

LV5749NV 降壓穩壓器 開關 1通道

NV是單通道降壓型開關穩壓器。 特性 與負載無關的軟啟動電路 ON / OFF功能 集成脈沖脈沖過流保護 電流模式控制 電路圖、引腳圖和封裝圖
發表于 07-29 19:02 ? 228次 閱讀

NCP81610 采用PWM_VID和I2C接口優化的多相同步控制器 適用于新一代計算和圖形處理器

10是一款多相同步控制器,針對新一代計算和圖形處理器進行了優化。該器件可驅動多達8個相位,并集成差分電壓和相電流檢測,自適應電壓定位和PWM_VID接口,為計算機或圖形控制器提供精確調節的電源。集成的省電接口(PSI)允許處理器將控制器設置為三種模式之一,即所有相位開啟,動態相位減小或固定低相位計數模式,以在輕載條件下獲得高效率。雙邊沿PWM多相架構確保快速瞬態響應和良好的動態電流平衡。 特性 優勢 符合NVIDIA OVR4i +規格 GPU Vcor??e規范合規性 支持最多8個階段 支持高相位數和大電流 2.8 V至20 V電源電壓范圍: 寬線路輸入電壓范圍 250 kHz至1.2 MHz開關頻率(8相) 寬工作頻率范圍 欠壓保護(UVP) 過壓保護(OVP) 每相過流限制(OCL) 系統過流保護(OCP) 在避免虛假OVP的情況下啟動預充電負載 可配置載重線 每相的真差分電流平衡檢測放大器 相間動態電流平衡 電流模式雙邊沿調制,用于快速初始響應瞬態負載 寶保存接口(PSI) 自動階段使用用戶...
發表于 07-29 18:02 ? 563次 閱讀

NCP6151 VR12 2相 3相 4相CPU控制器+ 1相GPU控制器

1 / NCP6151A雙輸出四加一相降壓解決方案針對Intel VR12兼容CPU進行了優化。該控制器結合了真正的差分電壓檢測,差分電感DCR電流檢測,輸入電壓前饋和自適應電壓定位,為臺式機和筆記本電腦應用提供精確調節的電源。該控制系統基于雙邊沿脈沖寬度調制(PWM)和DCR電流檢測,可提供對動態負載事件的最快初始響應并降低系統成本。在輕負載運行期間它也會脫落到單相,并且可以在輕負載時自動進行頻率調整,同時保持良好的瞬態性能。 特性 符合英特爾VR12 / IMVP7規范 電流模式雙邊沿調制,用于瞬態加載的最快初始響應 雙高性能操作誤差放大器 兩個軌道的一個數字軟啟動斜坡 應用 臺式機和筆記本電腦處理器 電路圖、引腳圖和封裝圖...
發表于 07-29 18:02 ? 437次 閱讀

NCP6131 IMVP7 1,2,3相CPU控制器+單相GPU控制器

1S / NCP6151SA / NCP6131S / NCP6131SA雙輸出四加一相降壓解決方案針對Intel VR12兼容CPU進行了優化。該控制器結合了真正的差分電壓檢測,差分電感DCR電流檢測,輸入電壓前饋和自適應電壓定位,為臺式機和筆記本電腦應用提供精確調節的電源。控制系統基于雙邊沿脈沖寬度調制(PWM)與DCR電流檢測相結合,可提供對動態負載事件的最快初始響應并降低系統成本。在輕負載運行期間它也會脫落到單相,并且可以在輕負載時自動進行頻率調整,同時保持良好的瞬態性能。 特性 符合英特爾VR12 / IMVP7規范 電流模式雙邊沿調制,用于瞬態加載的最快初始響應 雙高性能操作誤差放大器 兩個軌道的一個數字軟啟動斜坡 應用 臺式機和筆記本電腦處理器 電路圖、引腳圖和封裝圖...
發表于 07-29 18:02 ? 541次 閱讀

NCP81142 VR多相控制器

42多相降壓解決方案針對具有用戶可配置4/3/2/1相位的Intel VR12.5兼容CPU進行了優化。該控制器結合了真正的差分電壓檢測,差分電感DCR電流檢測,輸入電壓前饋和自適應電壓定位,為臺式機和筆記本電腦應用提供精確調節的電源。該控制系統基于雙邊沿脈沖寬度調制(PWM)與DCR電流檢測相結合,以降低的系統成本提供對動態負載事件的最快初始響應。它具有在輕負載運行期間脫落到單相的能力,并且可以在輕負載條件下自動調頻,同時保持優異的瞬態性能。提供高性能操作誤差放大器以簡化系統的補償。獲得專利的動態參考注入無需在閉環瞬態響應和動態VID性能之間進行折衷,從而進一步簡化了環路補償。獲得專利的總電流求和提供高精度的數字電流監控。 應用 終端產品 基于工業CPU的應用程序 信息娛樂,移動,自動化,醫療和安全 電路圖、引腳圖和封裝圖...
發表于 07-29 18:02 ? 238次 閱讀

NCP1579 低電壓同步降壓控制器

9是一款低成本PWM控制器,采用5V或12V電源供電。這些器件能夠產生低至0.8V的輸出電壓。這些8引腳器件提供最佳集成度,以減小電源的尺寸和成本。 NCP1579提供1A柵極驅動器設計和內部設置的275kHz振蕩器。柵極驅動器的其他效率增強特征包括自適應非重疊電路。 NCP1579還集成了外部補償誤差放大器和電容可編程軟啟動功能。保護功能包括可編程短路保護和欠壓鎖定。 特性 優勢 輸入電壓范圍4.5至13.2V 多功能性 電壓模式PWM控制 易用性 0.8V +/- 2.0%內部參考電壓 增強績效 可調輸出電壓 多功能性 電容可編程軟啟動 易用性 內部1A門驅動器 增強性能 可編程電流限制 易用性 應用 終端產品 STB Blue-Ray DVD 液晶電視 DSP和FPGA電源 DC-DC穩壓器模塊 STB 藍光DVD 液晶電視 電路圖、引腳圖和封裝圖...
發表于 07-29 17:02 ? 490次 閱讀

NCP3012 同步PWM控制器

2是一款PWM器件,設計用于寬輸入范圍,能夠產生低至0.8V的輸出電壓。 NCP3012提供集成柵極驅動器和內部設置的75kHz振蕩器,能夠與外部頻率同步。 NCP3012具有外部補償跨導誤差放大器,內部固定軟啟動。 NCP3012將輸出電壓監控與電源良好引腳相結合,以指示系統處于穩壓狀態。雙功能SYNC引腳使器件與更高頻率(從模式)同步,或輸出180度異相時鐘信號以驅動另一個NCP3012(主模式)。保護功能包括無損耗電流限制和短路保護,輸出過壓和欠壓保護以及輸入欠壓鎖定。 NCP3012采用14引腳TSSOP封裝。非常適合需要電源干擾最小的噪聲敏感應用。 (醫療,網絡等) 特性 優勢 輸入電壓范圍為4.7 V至28 V 能夠運行各種輸入電壓 75 kHz操作 效率高 0.8 V +/- 1%參考電壓 準確的系統調節 緩沖外部+1.25 V參考 附加調節1 mA輸出以供額外使用 電流限制和短路保護 系統級保護 PowerGood輸出引腳 電源排序功能 啟用/禁用引腳 電源排序功能 輸入和輸出電壓保護 增強的系統級保護 外部同步 能夠同步到更高頻率或180°異相 應用...
發表于 07-29 17:02 ? 284次 閱讀
NCP3012 同步PWM控制器
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