电工电子技术 集成运放基础 26 集成运放.ppt

集成运算放大电路也可称为集成运算放大器（Integrated Operational Amplifier），简称集成运放，它是实现高增益放大功能的一种集成器件。早期主要用于实现模拟信号的各种运算，例如比例、加法、减法、积分、微分、乘除、指数对数等等运算。目前随着器件性能的改进，它已成为通用的增益器件，广泛用于信号处理、测量和波形发生等各个领域。 集成运算放大器的组成 输入级通常要求有较低的零点漂移、较高的共模抑制能力和较高的输入阻抗，因此一般采用差分放大电路。 中间级主要承担电压放大任务，一般采用多级共射放大电路。 输出级要求具有较小的输出电阻、一定的功率输出和一定的带负载能力，因此输出级多采用互补对称功率放大电路等。 偏置电路主要用于向集成运放的各级电路提供偏置电流，设置合适的静态工作点。一般采用电流源的形式作为偏置电路。 集成运放的电路符号如图4-6-2所示。 因为其输入级通常采用差分放大电路， 所以集成运放有两个输入端和一个 输出端。两个输入端分别为反相输入端 （图中标记“-”的端子）和同相输入端 （图中标记“+”的端子）。反相输入端 的输入电压与它产生的输出电压相位相反，所以称为反相输入电压，用表示；同相输入端的输入电压与它产生的输出电压相位相同，称为同相电压，用表示。 μA741（国内对应型号F007）是一种应用十分广泛的通用型集成运算放大器件。 RETURN 放大电路中的负反馈 反馈的基本概念 通过一定的方式将放大电路的输出量（电压或电流）的一部分或全部回送到放大电路的输入端，并对输入量（电压或电流）产生影响，这个过程称为反馈。 通常将连接输入回路与输出回路的反馈元件，称为反馈网络； 把没有引入反馈的放大电路，称为基本放大电路或开环放大电路； 把引入反馈的放大电路称为反馈放大电路或闭环放大电路。 反馈放大电路的类型及判别 1．正反馈和负反馈 根据反馈信号对输入信号所起作用可分为正反馈和负反馈： 如果反馈信号增强了原来的输入信号对电路的作用，使电路的放大倍数增大，则称为正反馈； 如果反馈信号削弱了输入信号对电路的作用，使电路的放大倍数减小，则称为负反馈。 通常采用“瞬时极性法”判别放大电路中引入的是正反馈还是负反馈。 先假定输入信号在某一瞬时极性为“+”，然后根据各级电路输入、输出电压相位关系（对于集成运放，uo与u+同相，uo与u-反相），逐级推出其它相关各点的瞬时极性，最后判断反馈到输入端的信号是增强了还是减弱了净输入信号。 2．电压反馈和电流反馈 根据反馈信号在放大电路输出端不同的采样方式，可分为电压反馈和电流反馈。 在电压反馈中，反馈信号取自输出电压，或者说反馈信号与输出电压成正比； 在电流反馈中，反馈信号取自输出电流，或者说反馈信号与输出电流成正比。 采用“负载短路法”判别：假设将放大电路的负载RL 短路，即输出电压为零，此时若反馈信号也为零，则说明反馈信号与输出电压成正比，属于电压反馈；反之，如果反馈信号依然存在，则表示反馈信号不与输出电压成正比，属于电流反馈。 3．串联反馈和并联反馈 根据放大电路输入端输入信号和反馈信号的比较方式，反馈又可分为串联反馈和并联反馈。 如果反馈信号与输入信号进行电压比较，即反馈信号与输入信号是串联连接，则称为串联反馈。 如果反馈信号与输入信号在输入端进行电流比较，即反馈信号与输入信号并联连接，则称为并联反馈。 采用输入回路的反馈节点“对地短路法”判别：若反馈节点对地短路时，输入信号作用仍存在，则说明反馈信号和输入信号相串联，故所引入的反馈是串联反馈。若反馈节点接地时，输入信号作用消失，则说明反馈信号和输入信号相并联，故所引入的反馈是并联反馈。 【例】在图示电路中引入了何种反馈？试判断其反馈极性和反馈类型。 【解】该电路是两级放大电路，电阻R2和R4引入的是局部反馈，即对于第一级集成运放A1由R2引入了电压并联负反馈，对于第二级A2由R4引入的也是电压并联负反馈。另外，还有一条导线将输出回路和输入回路连接了起来，因此整个电路也引入了反馈，故将此称为级间反馈。通常主要讨论的是级间反馈。 根据瞬时极性法，该反馈是负反馈；将输入端反馈节点a接地，输入信号仍可从反相端输入，故是串联反馈；在输出端将RL短接，由于输出电流的作用，反馈电压uf依然存在，所以是电流反馈，由此可得该电路所引入的反馈是电流串联负反馈。 集成运放的理想化条件 理想运算放大器的技术指标 所谓理想运放, 就是将集成运放的各项技术指标理想化，即满足理想化条件的运放应具有无限大的差模增益和共模拟制比、无限大的差模输入电阻、趋于零的输出电阻、无限大的频带宽度以及趋于零的失调和漂移。 理想运放工作在线性区的特点 在集成运放工作范围可有两种情况，即工作在线性区或非线性区。 当工作在线性区