第2章---集成运放及其基本应用.ppt

第二章集成运放及其基本应用集成运放电路的组成集成运放电路四个组成部分的作用集成运放的电压传输特性F007内部结构图三、集成运放的主要性能指标指标参数F007典型值理想值开环差模增益Aod106dB∞差模输入电阻rid2MΩ∞共模抑制比KCMR90dB∞输入失调电压UIO1mV0UIO的温漂dUIO/dT(℃)几μV/℃0输入失调电流IIO(│IB1-IB2│)20nA0UIO的温漂dUIO/dT(℃)几nA/℃0最大共模输入电压UIcmax±13V最大差模输入电压UIdmax±30V-3dB带宽fH10Hz∞转换速率SR(=duO/dt│max)0.5V/μS∞集成电路运算放大器集成运算放大器符号理想运算放大器的条件理想运算放大器的特性一、三条件二、两特性信号的运算与处理电路*两个输入端一个输出端若将集成运放看成为一个“黑盒子”，则可等效为一个双端输入、单端输出的差分放大电路。输入级：前置级，多采用差分放大电路。要求Ri大，Ad大，Ac小，输入端耐压高。中间级：主放大级，多采用共射放大电路。要求有足够的放大能力。输出级：功率级，多采用准互补输出级。要求Ro小，最大不失真输出电压尽可能大。偏置电路：为各级放大电路设置合适的静态工作点。采用电流源电路。几代产品中输入级的变化最大！由于Aod高达几十万倍，所以集成运放工作在线性区时的最大输入电压(uP－uN)的数值仅为几十～一百多微伏。在线性区：uO＝Aod(uP－uN)Aod是开环差模放大倍数。非线性区(uP－uN)的数值大于一定值时，集成运放的输出不是＋UOM,就是－UOM，即集成运放工作在非线性区。uO=f(uP-uN)输入电阻大、差模增益大、输出电阻小、共模抑制能力强、允许的共模输入电压高、输入端耐压高等。20lg│Aod│使uO为0在输入端所加的补偿电压超过此值不能正常放大差模信号超过此值输入级放大管击穿集成运算放大器是一种高电压增益，高输入电阻和低输出电阻的多级直接耦合放大电路。运算放大器方框图1.输入级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。4.偏置电路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。3.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。2.电压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。另举例说明集成运放内部结构T5T6RC3RE2RLRC4RE3T7T9T8T4R2R1T3R3RC1T1RC2T2-+RE4RE5T11T10+UCC-UEE集成运放内部结构（举例）第1级：差动放大器第2级：差动放大器第3级：单管放大器第4级：互补对称射极跟随器极性判断＋－u－u+uo－＋＋??反相输入端u－同相输入端u+输出端uo美国符号：国内符号：同相输入端:该端输入信号变化的极性与输出端相同反相输入端:该端输入信号变化的极性与输出端相反运算放大器外形图1.差模电压放大倍数Avd=?，实际上Avd≥80dB即可。2.差模输入电阻Rid=?，实际上Rid比输入端外电路的电阻大2～3个量级即可。3.输出电阻Ro=0，实际上Ro比输入端外电路的电阻小1～2个量级即可