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* * * 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
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