第四章集成运算放大电路讲义.ppt

4.3.2.单极型集成运放 T2 +vDD -vss ui1 ui2 vGS3 vGS4 uoD1 uoD2 vGS1 vGS2 T3 T1 T4 iD3 iD4 iD1 iD2 IREF TREF T5 T6 T7 ID5 ID6 I0 vGS7 vGS6 vGS5 vGSR 一、电路结构 双入双出差分式放大电路 耗尽型NMOSFET对管T1、 T2 有源负载 增强型NMOSFET对管T3　T4 偏置电路 TREF、T5、T6 T7组成。 二、工作原理 电路的基准电流　　IREF＝ ID5＝ ID6＝ I0 静态分析　　　 ID1＝ ID2＝ I0/2 输出电压　 UoQ＝ UoD1Q- UoD2Q ＝0 动态分析　　　 uo＝ uoD1- uoD2 差模电压增益 AVD＝ uo / uid＝ - gm (rds1// rds3). 4.4　集成运放的性能指标及低频等效电路 一、开环差模电压增益 Aod 一般用对数表示，定义为 单位：分贝 理想情况 Aod 为无穷大； 实际情况 Aod 为 100 ~ 140 dB。 4.4.1集成运放的主要性能指标 二、输入失调电压 UIO 三、输入失调电压温漂 ?UIO 定义： 　　　　　为了使输出电压为零，在输入端所需要加的补偿电压。 一般运放：UIO 为 1 ~ 10 mV； 高质量运放：UIO 为 1 mV 以下。 定义： 一般运放为 每度 10 ~ 20 ?V； 高质量运放低于每度 0.5 ?V 以下； 四、输入失调电流 IIO 五、输入失调电流温漂 ?IIO 　　　　　当输出电压等于零时，两个输入端偏置电流之差，即 定义： 一般运放为 几十 ~ 一百纳安；高质量的低于 1 nA。 定义： 一般运放为 每度几纳安；高质量的每度几十皮安。 六、输入偏置电流 IIB 七、差模输入电阻 rid 八、共模抑制比 KCMR 定义： 　　　　　输出电压等于零时，两个输入端偏置电流的平均值。 定义： 一般集成运放为几兆欧。 定义： 多数集成运放在 80 dB 以上，高质量的可达 160 dB。 九、最大共模输入电压 UIcm 输入端所能承受的最大共模电压。 十、最大差模输入电压 UIdm 反相输入端与同相输入端之间能够承受的最大电压。 十一、 - 3 dB带宽 fH 　　表示 Aod 下降 3 dB 时的频率。一般集成运放 fH 只有几赫至几千赫。 十二、 单位增益带宽　fc 　　Aod 降至 0 dB 时的频率，此时开环差模电压放大倍数等于 1 。 十三、 转换速率 SR 　　额定负载条件下，输入一个大幅度的阶跃信号时，输出电压的最大变化率。单位为 V / ?s 。 　　在实际工作中，输入信号的变化率一般不要大于集成运放的 SR 值。 　　其他技术指标还有：最大输出电压、静态功耗及输出电阻等。 4.4.2　集成运放的低频等效电路 考虑各种失调因素时等效电路图 不考虑各种失调因素的电路图 4.5　集成运放的种类及选择 4.5.1　集成运放的发展概况 4.5.2　集成运放的种类 一、按工作原理分类 1.电压放大型F007、F324 2.电流放大型LM3900、F1900 3.跨导型LM3080、F3080 4.互阻型AD8009、AD8011 二、按可控性分类 1.可变增益运放 2.选通运放 1.高精度型 性能特点： 漂移和噪声很低，开环增益和共模抑制比很高，误差小。（F5037） 2.低功耗型 性能特点： 静态功耗一般比通用型低 1 ~ 2 个数量级(不超过毫瓦级)，要求电压很低，有较高的开环差模增益和共模抑制比。（TLC2552） 三、按性能指标分类 3.高阻型 性能特点： 通常利用场效应管组成差分输入级，输入电阻高达 1012 ?。 高阻型运放可用在测量放大器、采样-保持电路、带通滤波器、模拟调节器以及某些信号源内阻很高的电路中。（F3130） 4.高速型 大信号工作状态下具有优良的频率特性，转换速率可达每微秒几十至几百伏，甚至高达 1 000 V/?s，单位增益带宽可达 10 MHz，甚至几百兆欧。 性能特点： 常用在A / D 和 D / A 转换器、有源滤波器、高速采样-保持电路、模拟乘法器和精度比较器等电路中。（F3554） 5.高压型 性能特点： 输出电压动态范围大，电源电压高，功耗大。 6.大功率型 性能特点： 可提供较高的输出电压较大的输出电流，负载上可得到较大的输出功率。 4.5.3　运放的选择（略） 4.6　集成运放的使用 一、集成运放的外引线（管脚） 二、使用中可能出现的异常现象 1. 不能调零 调零电位器故障； 电路接线有误或有虚焊； 反馈极性接错或负反馈开环； 集