第4章+集成运算放大电路.ppt

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1、第四章集成运算放大电路4.1集成运算放大电路概述4.2集成运放的性能指标及等效电路4.3集成运放的种类4.4集成运放的使用4.1.1集成电路及其分类1、小规模集成电路（0~100个元件）中规模集成电路（100~1000个元件）大规模集成电路（1000个元件以上）超大规模集成电路（十万个元件以上）4.1集成运算放大器概述2、模拟集成电路数字集成电路3、集成运算放大器集成功放集成高频放大器集成中频放大器集成比较器集成电路:将整个电路的各个元件做在同一个半导体基片上。集成电路的优点：工作稳定、使用方便、体积小、重量轻、功耗小。

2、集成电路的分类：4.1.2运算放大器及其特点1、运算放大器是一个高增益的直接耦合放大器。2、运算放大器第一级总是采用差分放大器，末级采用射极输出器，因此，它至少有两个输入端、一个输出端。同相输入端：uo与ui的位相相同。反相输入端：uo与ui的位相相反。Aod：开环差模电压放大倍数。ui反相输入端同相输入端－＋＋uNuPuoAo国际符号国内符号AoduNuPuo=Aod(uP-uN)=AodUi3.集成运放的电压传输特性uO=f(uP-uN)由于Aod高达几十万倍，所以集成运放工作在线性区时的最大输入电压(uP－u

3、N)的数值仅为几十～一百多微伏。在线性区：uO＝Aod(uP－uN)Aod是开环差模放大倍数。非线性区(uP－uN)的数值大于一定值时，集成运放的输出不是＋UOM,就是－UOM，即集成运放工作在非线性区。4、集成运算放大器的特点（1）同一芯片上的元件是同一工艺制造出来的，故具有同相偏差。元件参数偏差方向一致，温度均一性好。（2）尽量采用三极管代替电阻、电容和二极管等元件。尽量多用NPN型管，少用PNP管。5、集成运算放大器的方框图输入级中间级输出级偏置电路uNuP集成运放电路四个组成部分的作用输入级：前置级，多采用差分放

4、大电路。要求Ri大，Ad大，Ac小，输入端耐压高。中间级：主放大级，多采用共射放大电路。要求有足够的放大能力。输出级：功率级，多采用准互补输出级。要求Ro小，最大不失真输出电压尽可能大。偏置电路：为各级放大电路设置合适的静态工作点。采用电流源电路。一、开环差模电压放大倍数Aod无外加反馈回路的差模放大倍数。一般在105107之间。理想运放的Aod为。二、共模抑制比KCMR常用分贝作单位，一般100dB以上。三、差模输入电阻RidRid>1M,有的可达100M以上。四、输出电阻RoRo=几-几十。4.2.1性能

5、指标4.2集成运放的性能指标及等效电路五、最大共模输入电压UIcmax六、最大差模输入电压UIdmax七、-3dB带宽fH运放是直流放大器，也可放大低频信号，不适用于高频信号。还有其他一些反映运放对称性、零漂等的参数。不再一一介绍。八、理想运算放大器的特性（1）差模输入阻抗Rid=∞（2）输出阻抗Ro=0（3）开环电压放大倍数Aod=∞（4）通频带宽BW=∞（5）共模抑制比KCMR=∞（6）特性不随温度变化4.2.2集成运放的低频等效电路4.3集成运放的种类按工作原理电压放大型：输入量与输出量均为电压电流放大型：输入量与

6、输出量均为电流跨导型：输入量为电压，输出量均为电流互阻型：输入量为电流，输出量均为电压按可控性可控增益：利用外加控制电压控制增益的大小选通控制：输入为多通道，利用输入的逻辑信号控制那个通道的信号放大按性能指标高阻型：rid，可高于1012Ω。用于测量放大器、信号发生器。高速型：fH和SR高，fH可达1.7GHz，SR可达103V/μS。用于A/D、D/A转换电路、视频放大器。高精度型：低失调、低温漂、低噪声、高增益，Aod高于105dB。用于微弱信号的测量与运算、高精度设备。低功耗型：工作电源电压低、静态功耗小，在100

7、～200μW。用于空间技术、军事科学和工业中的遥感遥测。大功率型、仪表用放大器、隔离放大器、缓冲放大器……通常情况下用通用型运放，特殊情况下才用专用型运放。讨论一根据下列要求，将应优先考虑使用的集成运放填入空内。已知现有集成运放的类型是：①通用型②高阻型③高速型④低功耗型⑤高压型⑥大功率型⑦高精度型1.作低频放大器，应选用。2.作宽频带放大器，应选用。3.作幅值为1μV以下微弱信号的量测放大器，应选用。4.作内阻为10MΩ信号源的放大器，应选用。5.负载需5A电流驱动的放大器，应选用。6.要求输出电压幅值为±80的放大器

8、，应选用。7.宇航仪器中所用的放大器，应选用。一、集成运放的外引脚常见的有金属壳封装和双列直插式塑料封装。二、参数测量用万用表简易测试判断其好坏，对照管脚测试有无短路和断路。三、调零或者调整偏置电压四、消除自激振荡4.4集成运放的使用4.4.1使用时必做的工作4.4.2集成运放的保护措施一、输入保护二、输出保护电路三