电子技术基础(Ⅱ)-第五章.pdf

第第 5 5 章章 集成运算放大器及应用 5.1 集成运算放大器简介 5.2 集成运算放大器的线性运算关系 5.3 集成运算放大器在波形变换中的应用 5 第 章 集成运算放大器及应用 本章要求 1. 了解集成运放的基本组成及主要参数的意义； 2. 理解运算放大器的电压传输特性，理解理想 运算放大器并掌握其基本分析方法； 3. 理解用集成运放组成的比例、加减、微分和 积分运算电路的工作原理，了解有源滤波器 的工作原理； 4. 理解电压比较器的工作原理和应用。 5.1 集成运算放大器简介 5.1.1 集成运算放大器的组成、特点以及 图形符号 5.1.2 集成运算放大器的电压传输特性 和等效电路模型 5.1.3 集成运算放大器的主要参数 5.1.4 理想集成运算放大器的基本特点 集成运算放大器简介 运算放大器实际上就是一个高增益的多级直接耦 合放大器，由于它最初主要用作模拟计算机的运算放 大，故至今仍保留这个名字。 集成运算放大器则是 利用集成工艺，将运算放大器的所有元件集成制作在 同一块硅片上，然后再封装在管壳内。集成运算放大 器简称为集成运放。随着电子技术的飞速发展，集成 运放的各项性能不断提高，目前，它的应用领域已大 大超出了数学运算的范畴。使用集成运放，只需另加 少数几个外部元件， 就可以方便地实现很多电路功 能。可以说，集成运放已经成为模拟电子技术领域中 的核心器件之一。 5.1.1 集成运算放大器的组成、特点以及图形符号 中间放大级要提供高 的电压增益，以保证 运算放大器是由直接耦合多级放大电路集成制造 偏置电流源可提供稳定的几 运放的运算精度。中 乎不随温度而变化的偏置电 的高增益放大器，它是模拟集成电路最重要的品种， 间级的电路形式多为 流，以稳定工作点。 差分电路和带有源负 广泛应用于各种电子电路之中。 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 载的高增益放大器。 强的抑制力，而且采用 双端输入、双端输出的形式。 集成运算放大器方框图如图所示。 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。 运算放大器的方框图 集成运算放大器的特点 1. 元器件参数的一致性和对称性好； 2. 电阻的阻值受到限制，大电阻常用三极管恒流 源代替，电位器需外接； 3. 电容的容量受到限制，电感不能集成，故大电 容、电感 和变压器均需外接； 4. 二极管多用三极管的发射结代替。 各类型号集成芯片 图形符号 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‘ 表示；另一 +’ u ’ + 个称为反相输入端，即该端输入信号变化的极性与