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2. 集成运放的原理电路 二 集成运放的主要参数 5.2 集成运算放大器的线性应用输入电压ui经电阻R1由反相输入端输入,输出端与反相端之间接一反馈电阻RF,同相输入端与地之间接一平衡电阻R2,且R2=R1//RF,以保证运放输入端的对称。 因Ii=0,故i1≈if,因此 (1)输出电压与输入电压成比例关系,比例系数为RF/R1 ,当RF=R1时,uo=-ui,构成反相器。将反相放大器中R1端接地,输入电压ui经电阻R2由同相输入端输入,即可构成同相放大器,实现输出电压uo与输入电压ui之间的同相比例运算。 因Ii=0,故i1≈if,因此 解:放大电路由A1、A2串行连接而成,其中A1是跟随器,因此Uo1=Ui=2V它又是A2的输入信号电压,A2是反相放大器,因此Uo=-(RF/R1)Uo1=4V 右图是基本的差分放大器,信号电压同时从双端输入, 根据理想运放条件,得* 第5章 集成运算放大电路 5.1 集成运算放大器简介 5.2 集成运算放大器的线性应用 5.3 集成运算放大器的非线性应用 5.4 集成运算放大器应用实例 5.5 使用集成运算放大器应注意的问题 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。高增益的直接耦合的集成的多级放大器。 集成电路的优点: 工作稳定、使用方便、体积小、重量轻、功耗小。 集成电路的分类: 模拟集成电路、数字集成电路; 小、中、大、超大规模集成电路;5.1 集成运算放大器简介 一 集成运算放大器芯片 1 概念 圆壳式双列直插式扁平式单列直插式菱形式 集成电路的封装形式 封装形式是指安装半导体集成电路芯片用的外壳。 1. 电路元件制作在一个芯片上,元器件精度低,但具有良好的一致性和同向偏差,有利于实现需要对称结构的电路。采用直接耦合,差分放大电路。 2. 在集成电路中,制造三极管(NPN)比制造大电阻和二极管方便。大电阻用恒流源代替或外接;二极管一般用三极管的发射结构成。 3. 几十 pF 以下的小电容用PN结的结电容构成、大电容要外接。 4. 电感不能集成,如需电感,也只能外接。 集成电路结构特点 集成电路的芯片面积小,集成度高,所以功耗很小,在毫瓦以下。集成运算放大器是一个高增益直接耦合放大电路,它的方框图如图所示。 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。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。 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。 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。 -VEE +VCC E RC T1 RC T2 T5 T6 RC3 RE2 RC4 RE3 T7 T9 T8 RE4 RE5 T11 T10 RL 第4级:互补对称射极跟随器 差动放大器 第2级 第1级:差分放大器 第3级:单管放大器 – + 极 性 判 断 集成运放内部结构(举例) Ri 大: 几十k? ? 几百 k? 运放的特点: KCMR 很大 Ro 小:几十 ? 几百? Aod 很大: 104107 理想运放: RiKCMRRo ? 0 Aod运放符号: uo - + + u- u+ ? ∞ 国内符号 反相输入端 同相输入端 国际符号 + - uN uPuo Aod 差模开环放大倍数 3. 集成运算放大器芯片简介 (1)外形与符号 运算放大器外形图(a)(b) (a) 国家标准符号 (b)原符号 (2)LM324简介 LM324是TTL电路的一个典型产品,属于通用型集成运放。具有较宽的电压范围,既可采用双电源供电,也可采用单电源供电。 1. 开环差模电压放大倍数Aod 开环状态、输出不接负载时的差模放大倍数。 一般在105 ? 108.5 (100~170dB)之间。 理想运放Aod为?。 2. 共模抑制比KCMR 其典型值在80dB以上,性能好的高达180dB。 3. 差模输入电阻Rid 4. 输出电阻Ro Ro =几十?-几百?。 双极型管Ri1M? ,场效应管可达100M?以上。 KCMR=20lg(Aod / Aoc ) (dB) 5. 输入失调电压UIO及其温漂 dUIO/dT UIO是使输出电压为零时在输入端所加的补偿电压 uI =0时,输出电压折合到输入端电压的负值: UIO = - uo / Aod dUIO/dT是UIO温度系数,是衡量运放温漂的重要参数,其值愈小,温漂愈小. UIO愈小愈好,一般为(1~10)mV。 uo UIO + – 表征运放内部电路对称性的指标。 NEXT 六、输入失调电流II
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