第十六讲_集成运放的结构、工作原理和主要参数（课件）.pptVIP

* * * 7-1 集成运放的特点和电路结构 7-2 集成运放的特性参数 7-3 理想的集成运放 7-4 集成运放的线性应用 7-5 集成运放的非线性应用 集成运算放大器，简称集成运放，是一 个高性能的直接耦合多级放大电路，因首先用于运放，故而得名。 1、采用直接耦合方式，充分利用管子性能良好的一致性， 采用差分放大电路和电流源电路。 通用型集成运放： 单运放LM741 ； 四运放LM324 专用型集成运放： 高精度型：AD797 §7-1 集成运放的特点和电路结构 2、用有源器件代替无源元件，如用晶体管代替占面积大的 大电阻，三极管当二极管用等。 3、利用纵向NPN管β值较大、横向PNP管的耐压比较高的特 点，接成复合管的组态，形成性能优良的各种放大电路。 一、 集成运放的特点 集成运放的分类： 4、体积小、可靠性高、功耗低、成本低、使用方便。 二、 集成运放的一般构成（通用型） 偏置电路： 由恒流源电路组成，向各放大级提供合适的偏置电流； 输 入 级： 大多采用差动放大电路，要求输入电阻大，共模抑制比高，耐压高； 中 间 级： 输 出 级： 主放大器，多采用共射放大电路，要求有足够大的放大能力； 一般为互补推挽功率放大器，要求输出电阻小，输出电压尽可能大，通常含有保护电路。 输入级 中间级 输出级 偏置电路 u+ u- uO 三、 集成运放的符号和封装 若将集成运放看成一个黑盒子，则可等效为一个双端输入单端输出的高性能差分放大电路。 输入级 中间级 输出级 偏置电路 u+ u- uO 1、电路符号 + - u+ u- uO A 同相输入端 反相输入端 同相输入端：信号从该端输入时，输出与输入同相。 反相输入端：信号从该端输入时，输出与输入反相。 + - u+ u- uO A 2、封装 ①金属圆壳式；②双列直插式；③扁平式 四、通用型集成运放LM741 对于集成运放电路，应首先找出偏置电路，然后根据信号流通顺序，将其分为输入级、中间级和输出级。 四、通用型集成运放LM741 双入单出的共集-共基差分放大电路 复合管为放大管、恒流源作负载的共射放大电路 用UBE倍增电路消除交越失真的互补推挽输出级 四、通用型集成运放LM741 T1~T6组成差分式放大电路； T1、T3和T2、T4组成复合差分电路； ①采用共集形式可以提高输入阻抗，共基形式频带宽； ②T3、T4为横向PNP管，耐压高，因此允许的共模输入电压大； ③T5、T6 、T7组成精密镜像电流源作为T3、T4的有源负载，能有效地提高共模抑制比； ④Rp为外接的调零电位器，通过调节Rp可以保证静态时输出为零。 四、通用型集成运放LM741 T16~T17组成复合管共射放大电路，T13B作为有源负载，交流电阻很大，所以本级可以获得很高的电压增益，同时具有较高的输入电阻。 电容CC用于相位补偿（密勒）补偿，避免电路产生自激振荡。 四、通用型集成运放LM741 ①T14~T20组成互补推挽输出电路。 ②T19作二极管用，与T14、R8组成UBE倍增电路，使电路工作在甲乙类状态，消除交越失真。 ③T24为射极跟随器，起隔离作用，减小输出级对中间级的负载影响。 四、通用型集成运放LM741  ①正常工作时，T15、T21处于截止状态。当电流过大时，R9、R10的压降增大，T15、T21导通。 ②T15导通后，对T14的基极产生分流作用，限制T14的电流，保护T14。 ③T21导通后，使T23、T22导通，使T16的基极电位降低，使T24的基极电位升高，导致T20趋于截止，因而限制T20的电流，保护T20。 1、开环差模电压增益AOd 集成运放在无外加反馈情况下的差模电压增益。 + - u+ u- uO AOd越大越好，一般在70~120dB范围内。 2、差模输入电阻rid rid：几兆欧； 若以场效应管作为输入级可达106M? 3、输出电阻rO 集成运放输出端的对地等效电阻,反映了集成运放的带负载能力。 rO：100~1000欧姆 §7-2 集成运放的主要技术参数 4、共模抑制比KCMR 开环差模电压增益与开环共模电压增益之比。 KCMR越大越好，一般在80~160dB范围内。 5、-3dB带宽BW AOd由直流增益下降3dB时所对应的信号频率。 6、单位增益带宽BG AOd下降到1（0dB）时对应的频率。 BW：几Hz ~几千Hz； BG：0.4~5MHz； §7-2 集成运放的主要技术参数 7、输入失调电压 UI0及其温漂?UI0 静态时为使输出电压为0，需要在输入端所加的补偿电压，其值表征了运放输入级的对称性，在一定程度上也反映了温漂的大小。 输入失调电压 UI0的温度变化