计算机电路基础课件2015-11第7章.pptVIP

第7章 集成运算放大器 (时间: 4次课 8学时) 教学提示： 随着集成技术的发展和制作工艺的日趋成熟，各种集成电路大量涌现和普遍运用，打破了传统的分立电路设计方法。了解集成电路的性能和掌握集成电路的使用方法是电子技术中不可缺少的知识。 教学目标： (1) 了解集成运算放大电路组成、主要参数和使用的注意事项； (2) 理解理想运算放大电路和电压传输特性； (3) 掌握理想运算放大电路的基本分析方法； (4) 理解比例、加、减、微分、积分的基本运算原理； (5) 理解比较器工作原理，了解有源滤波器的工作原理； (6) 理解正弦振荡电路的工作原理。 第7章 集成运算放大器 7.1 集成运算放大器概述 7.2 基本运算电路 7.3 信号处理电路 7.4 信号产生电路 7.1 集成运算放大器概述 整个电路的元器件及其相互连接，同时集中制作在一块硅片上，组成一个不可分隔的整体，构成特定功能的电子电路，称为集成电路。 集成电路简单分类: 从元件集成度分有:小规模、中规模、大规模和超大规模。 从导电类型的角度分有:单极型、双极型和混合型。 按功能分有:数字集成电路和模拟集成电路两类。 模拟集成电路种类繁多有:集成运算放大器、集成功率放大 器、集成稳压电源电路、模数和数模转换集成电路、 宽带放大器电路和音响集成电路等。 本章主要介绍集成运算放大电路(运算放大器或集成运放) 。 数字集成电路将在本书的最后两章中介绍。 7.1.1 运算放大器的组成 1.特点: 高电压放大倍数、高输入电阻和低输出电阻的多级直接藕合的放大电 路。 可作为直流放大器，也可作为交流放大器使用。 2.结构: 集成运算放大器的类型很多，电路也不相同，但在结构上有共 同之处，图7.1所示是集成运算放大器的内部电路组成的原理框图。 输入级:是差分放大电路，输入电阻高、零点飘移小和能抑制干扰信号。 它有两个输入端，分别由同相输入端和反相输入端构成。 电压放大级:是对输入信号进行电压放大。具有高的电压放大倍数. 输出级与负载相连接，输出电阻低，带负载能力强(有一定的输出功率). 集成运算放大器只有一个输出端 偏置电路为上述各级提供合适和稳定的静态工作电流， 3.电路符号 理想运算放大器的电路符号如图7.2所示。 集成运算放大器有两个输入端和一个输出端。 集成运算放大器的外形有双列直插式和金属圆壳两种封装。 在一个封装中含有一个或多个的集成运算放大器。 图7.2中，输入端和输出端的电压相位关系有如下三种。 (1)当从“+”端输入信号u+时，输出端输出电压与输入信号同相位。“+”端称为同相输入端。 (2)在从“-”端输入信号u-时，输出端输出电压与输入信号反相位。“-”端称为反相输入端。 (3)从“+”和“-”两端输入差模信号uid = u+ - u-，输出端输出的电压相位与输入差模信号相位相反。 图7.2中的“∞”表示理想运算放大器(开环电压放大倍数)。 7.1.2 主要参数 1.输入偏置(基极)电流IIB 运放输入端是差分对管的基极。IIB是指：在输入信号为零时， 两个输入端静态基极电流的平均值，即 IIB小，在信号内阻变化时所引起的输出电压的变化也就小，其值 约为零点几个微安。 2.输入失调电压UIO 理想运放，由于差分输入级元件参数不可能完全对 称等原因，在输 入电压为零时，输出电压不为零。 此时，若使输出电压为零，则需在输入端加一个补偿电压，称 为 输入失调电压。UIO大约±1~±10mV。 3.输入失调电流IIO 当运放输入信号电压为零时，放大器两个输入端的静态基极电流之差， 即 IIO = |IB1-IB2| 输入失调电流IIO越小越好，它反映了输入级差分管的对称性的程度。 IIO一般约在零点几微级，其值越小越好。 4.开环电压放大倍数 运放在无反馈下，输出信号电压Uod与输入差模信号电压Uid之比，称为开环电压放大倍数Auo ,表示为： 通常越大越好。单位常用：V/V；V/mV。一般可达104~107。 开环电压放大倍数(称增益)还可以表示为： 单位用dB(分贝),称增益。 5.最大输出电压Uomax 最大输出电压是指不失真的最大输出电压。 6.最大的差模输入电压UIdmax 是指运放反相输入端和同相输入端之间所能承受的最大电压值。超过此电压值，输入级的某一个管的发射结将造成反向击穿。 7.最大的共模输入电压UICmax 运放对共模信