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第五章 集成运算放大器 〖本章主要内容〗 本章首先对集成运算放大器做了简介，重点要求掌握理想运放的理想化条件和两个重要特点。根据理想运放的特点讲述了集成运放的线性运用，包括各种运算电路和有源滤波器。最后介绍了集成运放的非线性运用即电压比较器。 〖学时分配〗 本章有5讲，每讲两个学时。 第十七讲 集成运算放大器简介 主要内容 1、集成运算放大电路的组成及各部分的作用 集成运算放大器是一个高增益直接耦合放大电路，它的方框图如下图所示。 运算放大器方框图 输入级要使用高性能的差分放大电路，它必须对共模信号有很强的抑制力，而且采用双端输入、双端输出的形式。 中间放大级要提供高的电压增益，以保证运放的运算精度。中间级的电路形式多为差分电路和带有源负载的高增益放大器。 互补输出级由PNP和NPN两种极性的三极管或复合管组成，以获得正负两个极性的输出电压或电流。具体电路参阅功率放大器。 4）偏置电流源可提供稳定的几乎不随温度而变化的偏置电流，以稳定工作点。 2、集成运算放大器的引线和符号 1）集成运算放大器的符号中有三个引线端，两个输入端，一个输出端。一个称为同相输入端，即该端输入信号变化的极性与输出端相同，用符号‘+’或‘IN+’表示；另一个称为反相输入端，即该端输入信号变化的极性与输出端相异，用符号“-”或“IN-”表示。输出端一般画在输入端的另一侧，在符号边框内标有‘+’号。实际的运算放大器通常必须有正、负电源端有的品种还有补偿端和调零端。 2） 集成运算放大器的符号 按照国家标准符号如下图所示。 （a） 国家标准符号 (b)原符号 模拟集成放大器的符号 F007通用集成运放电路简介 3、 集成运放的主要性能指标 运算放大器的技术指标很多，其中一部分与差分放大器和功率放大器相同，另一部分则是根据运算放大器本身的特点而设立的。各种主要参数均比较适中的是通用型运算放大器，对某些项技术指标有特殊要求的是各种特种运算放大器。 （1） 运算放大器的静态技术指标 1）输入失调电压VIO(input offset voltage) ：输入电压为零时，将输出电压除以电压增益，即为折算到输入端的失调电压。VIO是表征运放内部电路对称性的指标。 2）输入失调电流IIO(input offset current)：在零输入时，差分输入级的差分对管基极电流之差，用于表征差分级输入电流不对称的程度。 3）输入偏置电流IB(input bias current)：运放两个输入端偏置电流的平均值，用于衡量差分放大对管输入电流的大小。 4）输入失调电压温漂：在规定工作温度范围内，输入失调电压随温度的变化量与温度变化量之比值。 5）输入失调电流温漂：在规定工作温度范围内，输入失调电流随温度的变化量与温度变化量之比值。 6）最大差模输入电压(maximum differential mode input voltage)：运放两输入端能承受的最大差模输入电压，超过此电压时,差分管将出现反向击穿现象。 7）最大共模输入电压(maximum common mode input voltage)：在保证运放正常工作条件下，共模输入电压的允许范围。共模电压超过此值时，输入差分对管出现饱和，放大器失去共模抑制能力。 （2）运算放大器的动态技术指标 1)开环差模电压放大倍数(open loop voltage gain) ：运放在无外加反馈条件下，输出电压与输入电压的变化量之比。 2)差模输入电阻(input resistance) ：输入差模信号时，运放的输入电阻。 3)共模抑制比(common mode rejection ratio) ：与差动放大电路中的定义相同，是差模电压增益与共模电压增益之比，常用分贝数来表示。 KCMR=20lg(Avd / Avc ) (dB) 4)－3dB带宽(—3dB band width) ：运算放大器的差模电压放大倍数在高频段下降3dB所定义的带宽。 5)单位增益带宽(BW?G)(unit gain band width)：下降到1时所对应的频率，定义为单位增益带宽。 6)转换速率(压摆率)(slew rate)：反映运放对于快速变化的输入信号的响应能力。转换速率的表达式为 7)等效输入噪声电压Vn(equivalent input noise voltage)：输入端短路时，输出端的噪声电压折算到输入端的数