第五章 集成运放.pptVIP

2. 集成运放的原理电路 二 集成运放的主要参数 5.2 集成运算放大器的线性应用 输入电压ui经电阻R1由反相输入端输入，输出端与反相端之间接一反馈电阻RF，同相输入端与地之间接一平衡电阻R2，且R2=R1//RF，以保证运放输入端的对称。 因Ii=0，故i1≈if，因此 （1）输出电压与输入电压成比例关系，比例系数为RF/R1 ,当RF=R1时，uo=-ui，构成反相器。 将反相放大器中R1端接地，输入电压ui经电阻R2由同相输入端输入，即可构成同相放大器，实现输出电压uo与输入电压ui之间的同相比例运算。 因Ii=0，故i1≈if，因此 解：放大电路由A1、A2串行连接而成，其中A1是跟随器，因此Uo1=Ui=2V 它又是A2的输入信号电压，A2是反相放大器，因此Uo=-(RF/R1)Uo1=4V 右图是基本的差分放大器，信号电压同时从双端输入， 根据理想运放条件，得 * 第5章 集成运算放大电路 5.1 集成运算放大器简介 5.2 集成运算放大器的线性应用 5.3 集成运算放大器的非线性应用 5.4 集成运算放大器应用实例 5.5 使用集成运算放大器应注意的问题 集成电路: 将整个电路的各个元件做在同一个半导体基片上。高增益的直接耦合的集成的多级放大器。 集成电路的优点： 工作稳定、使用方便、体积小、重量轻、功耗小。 集成电路的分类： 模拟集成电路、数字集成电路； 小、中、大、超大规模集成电路； ? ? 5.1 集成运算放大器简介 一 集成运算放大器芯片 1 概念 圆壳式 双列直插式 扁平式 单列直插式 菱形式 集成电路的封装形式 封装形式是指安装半导体集成电路芯片用的外壳。 1. 电路元件制作在一个芯片上，元器件精度低，但具有良好的一致性和同向偏差，有利于实现需要对称结构的电路。采用直接耦合，差分放大电路。 2. 在集成电路中，制造三极管（NPN）比制造大电阻和二极管方便。大电阻用恒流源代替或外接；二极管一般用三极管的发射结构成。 3. 几十 pF 以下的小电容用PN结的结电容构成、大电容要外接。 4. 电感不能集成，如需电感，也只能外接。 集成电路结构特点 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。 集成运算放大器是一个高增益直接耦合放大电路，它的方框图如图所示。 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强的抑制力，而且采用双端输入双端输出的形式。 偏置电流源可提供稳定的几乎不随温度而变化的偏置电流，以稳定工作点。 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。 中间放大级要提供高的电压增益，以保证运放的运算精度。中间级的电路形式多为差分电路和带有源负载的高增益放大器。 -VEE +VCC E RC T1 RC T2 T5 T6 RC3 RE2 RC4 RE3 T7 T9 T8 RE4 RE5 T11 T10 RL 第4级：互补对称射极跟随器 差动放大器 第2级 第1级：差分放大器 第3级：单管放大器 – + 极 性 判 断 集成运放内部结构（举例） Ri 大: 几十k? ? 几百 k? 运放的特点： KCMR 很大 Ro 小：几十 ? 几百? Aod 很大: 104 ? 107 理想运放： Ri ? ? KCMR ? ? Ro ? 0 Aod ? ? 运放符号： uo － ＋ ＋ u- u+ ? ∞ 国内符号 反相输入端 同相输入端 国际符号 ＋ － uN uP uo Aod 差模开环放大倍数 3. 集成运算放大器芯片简介 （1）外形与符号 运算放大器外形图 (a) (b) (a) 国家标准符号 (b)原符号 （2）LM324简介 LM324是TTL电路的一个典型产品，属于通用型集成运放。具有较宽的电压范围，既可采用双电源供电，也可采用单电源供电。 1. 开环差模电压放大倍数Aod 开环状态、输出不接负载时的差模放大倍数。 一般在105 ? 108.5 （100～170dB）之间。 理想运放Aod为?。 2. 共模抑制比KCMR 其典型值在80dB以上，性能好的高达180dB。 3. 差模输入电阻Rid 4. 输出电阻Ro Ro =几十?-几百?。 双极型管Ri1M? ，场效应管可达100M?以上。 KCMR=20lg(Aod / Aoc )