第五章集成运算放大器及其应用解读.ppt

* 第五章 集成运放及其应用 集成运算放大器——高增益的直接耦合的集成的多级放大器。 集成电路的工艺特点： （1）元器件具有良好的一致性和同向偏差，因而特别有利于实现需要对称结构的电路。 （2）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。 （3）不易制造大电阻。需要大电阻时，往往使用有源负载。 （4）只能制作几十pF以下的小电容。因此，集成放大器都采用直接耦合方式。如需大电容，只有外接。不能制造电感，如需电感，也只能外接。 （5）电路中二极管作温度补偿和电位移动，一般用三极管发射结构成。 一. 集成运放的总体结构 二. 简单的集成运放 1.输入失调电压Vio 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。是表征运放内部电路对称性的指标。 5.1 集成运算放大器的主要参数 2.输入失调电压温漂 dVio /dT 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。 4.输入失调电流 Iio ： 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 ： 输入电压为零时，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。 5.输入失调电流温漂dIio /dT 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Vidmax 7.最大共模输入电压Vicmax 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。 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。 8.开环差模电压放大倍数 Aod ： 无反馈时的差模电压增益。 一般Aod在100～120dB左右，高增益运放可达140dB以上。 9.差模输入电阻rid ： 双极型管输入级约为105～106欧姆，场效应管输入级可达109欧姆以上。 10.共模抑制比 KCMR ： KCMR=20lg(Avd / Avc ) (dB) 其典型值在80dB以上，性能好的高达180dB。 11.－3dB带宽 f H ： 运放的差模电压放大倍数在高频段下降3dB所定义的带宽 f H 。 12.转换速率S R (压摆率)： 反映运放对于快速变化的输入信号的响应能力。转换速率SR的表达式为 为满足实际使用中对集成运放性能的特殊要求，除性能指标比较适中的通用型运放外，还有适应不同需要的专用型集成运放。它们在某些技术指标上比较突出。 根据运算放大器的技术指标可以对其进行分类，主要有通用、高速、宽带、高精度、高输入电阻和低功耗等几种。 5.2 特殊集成运算放大器 一.高速型和宽带型 用于宽频带放大器，高速A/D、D/A，高速数据采集测试系统。这种运放的单位增益带宽和压摆率的指标均较高，用于小信号放大时，可注重fH或fc，用于高速大信号放大时，同时还应注重SR。例如： CF2520/2525 AD9620 AD9618 OP37 CF357 二.高精度(低漂移型） 用于精密仪表放大器，精密测试系统，精密传感器信号变送器等。 例如： OP177 CF714 三.高输入阻抗型 用于测量设备及采样保持电路中。 例如： AD549 CF155/255/355 四.低功耗型 用于空间技术和生物科学研究中，工作于较低电压下，工作电流微弱。 例如： OP22 正常工作静态功耗可低至36 ?W。 OP290 在?0.8 V电压下工作，功耗为24 ?W 。 CF7612 在?5 V电压下工作