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文檔簡介
1、第五章集成運算放大器集成電路按其功能可分為數(shù)字集成電路和模擬集成電路兩大類。本章主要介紹模擬集成電路中應用最廣泛的集成運算放大器(簡稱集成運放或運放)。運算放大器是一種高放大倍數(shù)的多級直接耦合放大電路。由于最初是用于數(shù)學的運算,所以稱為運算放大器。現(xiàn)在,運算放大器的用途早已不限于運算,但我們?nèi)匝赜么嗣Q。隨著性能的改善,集成運放的應用范圍也不斷擴大,早已超出數(shù)學運算的范圍,深入到自動控制、自動測量、計算技術和無線電技術等幾乎所有的電子技術領域。集成運放是在早期的分立元件的基礎上發(fā)展起來的,隨著半導體技術的發(fā)展,把管子、電阻、電容及連線制作在同一硅片上,形成一個不可分割的固體組件,因此,它的體積
2、小、重量輕、接線短、可靠性高。目前,在面積僅為 05 mm2的硅片上,可集成幾百萬個管子等,線間距離僅為幾個微米,集成度達到驚人的地步。現(xiàn)在,集成運放的放大倍數(shù)可高達107倍(140dB),集成運放工作在放大區(qū)時,輸入與輸出呈線性關系,所以又稱線性集成電路。線性集成電路按其特點可分為運算放大電路、集成穩(wěn)壓電路、集成功率放大電路以及其它種類的集成電路。也可將幾個集成電路和一些元件組合成具有一定功能的功能模塊電路。由于集成工藝的特點,集成運算放大電路和分立元件組成的具有同樣功能的電路相比,具有如下特點:(l)由于集成工藝不能制作大容量的電容,所以電路中各級間的耦合均采用直接耦合方式。(2)為提高集
3、成度(指在單位硅片面積上所集成的元件數(shù))和集成電路性能,一般集成電路的功耗要小,所以集成運放各級的偏置電流通常較小。(3)集成運放中的電阻元件,是利用硅半導體材料的體電阻制成的,所以集成電路中的電阻阻值范圍有一定限制,一般在幾十歐姆到幾十千歐姆,太高太低都不易制造。(4)在集成電路中,制造有源器件(三極管、場效應管等)比制造大電阻占用的面積小,且工藝上也不會增加麻煩,因此集成電路中大量使用有源器件代替無源元件(電阻、電容等)。而且二極管也常用集電極與基極短接的三極管代替,其溫度特性與三極管的溫度特性基本相同,作為補償元件時,對三極管有較好的溫度補償作用。(5)由于集成電路中所有元件同處在一塊硅
4、片上,相互距離非常近,且在同一工藝條件下制造,因此,盡管各元件參數(shù)的絕對精度差,但它們的相對精度好,故對稱性能好,特別適宜制作對稱性要求高的電路,如差動電路、鏡像電流源等。(6)集成運算放大電路中,采用復合管的接法以改進單管性能。(7)現(xiàn)在,集成電路中尚不能制作幾十微微法以上的大電容,小電容一般用PN結代替。同時,也不能制作電感。下圖是典型集成運放的原理框圖,它由四個主要環(huán)節(jié)組成。輸入級的作用是提供與輸出端成同相關系和反相關系的兩個輸入端,對其要求是溫度漂移要盡可能地小。中間級主要是完成電壓放大任務。輸出級是向負載提供一定的功率,屬于功率放大(主要是放大電流)。偏置電路是向各級提供穩(wěn)定的靜態(tài)工
5、作電流。除此之外還有一些輔助環(huán)節(jié),如電平偏移電路是調(diào)節(jié)各級工作電壓的,且當輸入端信號為零時,要求輸出對地也為零。短路保護(過流保護)電路是防止輸出端短路時損壞內(nèi)部管子的,等等。第一節(jié) 零點漂移運算放大器均是采用直接耦合方式,我們在第二章對直接耦合方式的特點及問題作了介紹,這里主要討論直接耦合放大電路的零點漂移問題。由于直接耦合使得各級Q點互相影響,如前級Q點發(fā)生變化,則會影響到后面各級的Q點。由于各級的放大作用,第一級微弱變化將經(jīng)多級放大器的放大,使輸出端產(chǎn)生很大的變化。最常見的是由于環(huán)境溫度的變化而引起工作點漂移,稱為溫漂,它是影響直接耦合放大電路性能的主要因素之一。當輸入短路時,輸出將隨時
6、間緩慢變化,如圖所示。這種輸入電壓為零,輸出電壓偏離零值的變化稱為“零點漂移”,簡稱“零漂”。這種輸出顯然不反映輸入信號的輸出,造成假象,將會造成測量誤差,或使自動控制系統(tǒng)發(fā)生錯誤動作,嚴重時,將會淹沒真正的信號。零漂不能以輸出電壓的大小來衡量。因為放大電路的放大倍數(shù)越高,輸出漂移必然愈大,與此同時對輸入信號也愈大,所以零漂一般將輸出漂移電壓折合到輸入端來衡量。(即把輸出端的漂移電壓除以放大器的電壓放大倍數(shù))例如兩個放大電路A、B,輸出端的零漂均為1V,但A放大電路的放大倍數(shù)為1000, B放大電路的放大倍數(shù)為200,而折合到輸入端的零漂電壓:A為1V10001mV;B為1V2005mV,顯然
7、 A放大電路的零漂小于 B放大電路。也可這樣講:A放大電路輸入信號只要大于1 mV,則輸出信號就大于零漂;而B需要輸入信號大于 5 mV,輸出信號才大于零漂。產(chǎn)生零漂的原因,主要是因為晶體三極管的參數(shù)受溫度的影響,在第二章已講過。為了解決零漂,人們采取了多種措施。但最有效的措施之一是采用差動放大電路。第二節(jié) 差動放大電路一、基本形式差動放大電路基本形式如圖所示:對電路要求是:兩個電路的參數(shù)完全對稱,兩個管子的溫度特性也完全對稱。由于電路對稱,當輸入信號Ui0時,則兩管電流相等,兩管集電極電位也相等,所以輸出電壓UoUc1Uc20。如果溫度上升使兩管電流均增加,則集電極電位Uc1、Uc2均下降,
8、由于兩管處于同一環(huán)境溫度,因此兩管電流的變化量和電壓變化量都相等,即Ic1Ic2;Uc1Uc2,其輸出電壓仍然為零。這說明,盡管每一管子的靜態(tài)工作點均隨溫度而變化,但c1、c2兩端之間的輸出電壓卻不隨溫度而變化,且始終為零,故有效地消除了零漂。從以上過程可知,該電路是靠電路的對稱消除零漂的。該電路對輸入信號的放大作用又如何呢?輸入信號可以有兩種類型:1共模信號及共模電壓放大倍數(shù)Auc所謂共模信號,是指在差動放大管T1和T2的基極接入幅度相等、極性相同的信號,如圖所示:即 Uic1Uic2(下標ic表示為共模輸入信號)共模信號的作用,對兩管的作用是同向的,如Uic1Uic2均為正,將引起兩管電流
9、同量增加,而兩管集電極電壓也將同量減少,故從兩管集電極輸出共模電壓Uoc為零。由上看出共模信號的作用與溫度影響相似。所以常常用對共模信號的抑制能力來反映電路對零漂的抑制能力,當然共模放大倍數(shù)也反映了電路抑制零漂能力。由于該電路從兩管集電極共模輸出電壓為零,所以Auc0說明當差動電路對稱時,對共模信號的抑制能力特強。2差模信號及差模電壓放大倍數(shù)A。差模信號是指在差動放大管T1與T2的基極分別加入幅度相等而極性相反的信號,如圖所示:即 Uid1Uid2(下標id表示差模輸入信號)如Uid1對地為正,則Uid2對地為負,T1管集電極電壓下降,T2管集電極電壓上升,且二者變化量的絕對值相等,所以在兩管
10、集電極電壓變化為每管集電極電壓的二倍,即UodUc1Uc22Uc1 (或2Uc2)而此時的兩管基極b1、b2的信號為Uid1Uid2Uid 即 Uid2Uid1 (或2Uid2)故這說明,差動放大電路的差模電壓放大倍數(shù)等于單管電壓放大倍數(shù)。需指出的是的求出,當RL時,Ro;當輸出端c1和c2間接入RL時,由于一管電位下降,另一管電位上升,則負載電阻RL中間點(RL2)的電位不變,相當于接地,故每管的負載為RL/2,所以Ro/(RL/2),這是在求放大倍數(shù)時需注意的問題。同時,這個公式也表明,差動放大器是用一個基本放大電路換取了對零漂的抑制。由上看出,輸入端信號之差UiUi1Ui2為0(即共模信
11、號時)輸出為0;輸入端信號之差UiUi1Ui2不為0時,就有輸出,故稱為差動放大電路。前面已提到,基本差動放大電路靠電路的對稱性,在電路的兩管集電極c1、c2間輸出,將溫度的影響抵消,這種輸出我們稱為雙端輸出。而電路中每一個管子并沒有任何措施消除零漂。所以,基本差動電路存在如下問題:(1)電路難于絕對對稱,所以輸出仍然存在零漂。(2)由于每一管沒采取消除零漂的措施,所以當溫度變化范圍十分大時,有可能差動放大管進入截止或飽和,使放大電路失去放大能力。(3)在實際工作中,常常需要對地輸出,即從c1和c2對地輸出(這種輸出我們稱為單端輸出),而這時零漂與單管放大電路一樣,仍然十分嚴重。為此提出長尾式
12、差動放大電路。二、長尾式差動放大電路長尾式差動放大電路,又稱為射極耦合差動放大電路,如圖所示,加入公共射極電阻Re,同時,為使輸入端工作在零電平輸入狀態(tài),采用正、負兩種電源供電,即射極電阻與UEE相連。1對共模信號的抑制作用共模信號對兩管作用引起同向變化,與基本電路相似,但由于長尾電路中射極接入Re,只需討論一下Re的作用即可。由于是同向變化,流過Re的共模信號電流是Ie1Ie22Ie,對每一管而言,可視為在射極接入電阻為2Re,如下圖所示。對雙端輸出電路,由于電路對稱,其共模輸出電壓仍為零。當從一個管子的集電極對地輸出時(即單端輸出),由于2Re的作用,將引入很強的負反饋作用,對零漂起到抑制
13、作用。單端輸出時,共模放大倍數(shù)由于Re的接入,使每一管的共模放大倍數(shù)下降很多,即對零漂具有很強的抑制能力。3對差模信號的放大作用差模信號引起兩管電流反向變化,即一管電流上升,另一管電流下降。流過射極電阻Re的差模電流為Ie1Ie2,由于電路對稱,|Ie1|Ie2|,所以流過Re的差模電流為零,Re上的差模信號電壓也為零,故將射極視為地電位,此處“地”稱為“虛地”,所以對差模信號,Re不產(chǎn)生任何影響。其等效電路如下圖所示。由于Re對差模信號不產(chǎn)生影響,故雙端輸出的差模放大倍數(shù)仍為單管放大倍數(shù),即 4共模抑制比電路中的差模信號是要放大的有用信號,而共模信號一般是有害的干擾信號。一個質(zhì)量好的差動放大
14、電路,應對差模信號有足夠的放大能力,而對共模信號則應給予有效的抑制,即Aud要大,Auc要小。為了反映差放電路這一特性,引入一個新的指標共模抑制比。其含義就是差模電壓放大倍數(shù)與共模電壓放大倍數(shù)之比的絕對值,用符號CMRR表示,定義如下:CMRR衡量了差動放大電路性能的優(yōu)劣。這個值越大,表示電路對共模信號的抑制能力越好。在對稱電路雙端輸出時,Auc0,則CMRR。有時還用對數(shù)的形式表示共模抑制比,即CMR的單位為分貝(dB)。5一般輸入信號情況如果差動放大電路的輸入信號,既不是共模信號也不是差模信號,即Ui1Ui2,此時可將輸入信號分解成一對共模信號和一對差模信號,它們共同作用在差動放大電路的輸
15、入端。設差模放大電路的輸入為Ui1和Ui2,則差模輸入電壓Uid是二者之差,即 UidUi1Ui2每一管的差動信號輸入為 Uid1|Uid2| Uid/2 (Ui1Ui2)/2共模輸入電壓Uic為二者的平均值Uic(Ui1Ui2)/2則 Ui1UicUid1 Ui2UicUid1按疊加原理,輸出電壓為UoAudUidAucUic6其它指標(1)差模輸入電阻rid在差模輸入信號作用下,輸入電壓Uid與流入電流之比稱為差模輸入電阻rid,即從兩個輸入端看進去的差模輸入電阻,利用第二章的知識可得rid2(rbeRS)(2)差模輸出電阻rod從兩管集電極輸出的差模輸出電阻rod為rod2Ro(3)共模
16、輸入電阻ric共模輸入電壓從Uic與共模輸入電流之比。如兩個輸入端連接一起,接成共模輸入信號,如下圖(a)所示其輸入電阻為如共模信號分別由兩個輸入端送進,如圖(b)所示則從一個輸入端看過去的輸入電阻為為了克服半導體三極管T1、T2和電路元件參數(shù)不對稱所造成的輸出直流電壓Uo0的現(xiàn)象,電路中常增加調(diào)零電路,如下圖(a)、(b)所示。圖( a)在射極增加電位器RW,圖(b)在集電極至電源間接入電位器RW,它們均是利用電位器RW的不對稱分配來補償電路參數(shù)的不對稱。三、恒流源差動放大電路長尾式差動放大電路,由于接入Re,提高了共模信號的抑制能力,且Re愈大,抑制能力愈強。但是Re增大,則Re上的直流壓
17、降增大,為保證管子正常工作,則必須提高UEE值,這是不合算的。為此希望有這樣一種器件:交流電阻r要大,而直流電阻R要小。恒流源即有此特性,恒流源的電流、電壓特性如下圖所示。從圖上可分別表示出交流電阻r和直流電阻R,即將長尾式中Re用恒流源代替,即得恒流源差動放大電路,如下圖所示。圖中恒流源由T1、R1、R2和R3組成,其等效電阻與求放大電路的輸出電阻相同,其等效電路如上圖(b)所示。按輸入短路,輸出加電源Uo,求出Io,則恒流源等效電阻為即得恒流源的交流等效電阻為其中rce是管子c、e之間的電阻。設80,rce100k,R1R26k,R35 k,則ro34.5M用如此大的電阻作為Re,當然其對
18、共模信號的抑制能力將得到很大的提高。而此時,恒流源所要求的電源電壓卻不高:UEEUBE2UCE3IE3Re對應的靜態(tài)電流為IE1IE2IE3/2恒流源差動放大電路的指標計算,與長尾式完全一樣,只需用ro3取代Re即可。四、差動放大電路四種接法差動放大電路有兩個輸入端和兩個輸出端,所以信號的輸入、輸出方式有四種情況:1雙端輸入、雙端輸出前面的分析均是以此種形式的電路。如下圖(a)所示:2雙端輸入、單端輸出如下圖(b)所示:由于輸出只從T1的集電極輸出,所以輸出電壓只有雙端輸出的一半。如果從T2管輸出,則輸出相位與輸入相位相同。3單端輸入、雙端輸出如下圖(c)所示:Ui僅加在T1管輸入端,T2管輸
19、入端接地;或者Ui僅加在T2管輸入端,T1管輸入端接地。這種輸入方式稱單端輸入,是實際電路中常用的一種。由前面可知所以上述說明,差放電路在單端輸入時,輸入信號Ui也是平均的加在兩個管子上,且極性相反,與雙端輸入效果一樣,故雙端輸入、雙端輸出的結論均適用單端輸入、雙端輸出。這種接法的特點是把單端輸入的信號轉換成雙端輸出,作為下一級的差動輸入,適用于負載兩端任何一端不接地,而且輸出正負對稱性好的情況(如示波管的偏轉板)。而實際中常常需要對地輸出,所以單端輸入、雙端輸出接法就不適用。4單端輸入、單端輸出電路如圖(d)所示:按前同樣方法,可得出它與雙端輸入、單端輸出等效。這種接法的特點是它比單管基本放
20、大電路具有較強的抑制零漂能力,而且可根據(jù)不同的輸出端,得到同相或反相關系。綜上所述,差動放大電路電壓放大倍數(shù)僅與輸出形式有關,只要是雙端輸出,它的差模電壓放大倍數(shù)與單管基本放大電路相同;如為單端輸出,它的差模電壓放大倍數(shù)是單管基本電壓放大倍數(shù)的一半,輸入電阻都是相同的。第三節(jié) 電流源電路由前所述,用恒流源代替Re,使電路作性能得到較大的改善,但是恒流源電路使用電阻較多,且作為恒流源的管子,它的UBE還要受溫度的影響,因此抑制零漂不理想,本節(jié)我們介紹在集成電路中常用的恒流源電路形式。 一、鏡像電流源電路電路如下圖所示:它由兩個特性相同的T1、T2對管和電阻R構成。圖中,IR稱為基準電流(或參考電
21、流),Ic2是要輸出的電流?,F(xiàn)在估算Ic2的值。因為T1與T2的特性相同,所以有12 , UBE1UBE2UBE , IB1IB2IB ,Ic1Ic2由圖可知 由此得 當2時,有Ic1IR,由上圖可得基準電流則 由此可見,Ic2完全由Ucc和R決定,改變Ucc或R值,就可得到所需的Ic2值。由以上分析可知,當參考電流IR一定時,不管T2管集電極支路中的負載如何,Ic2總是等于IR,二者關系像一面鏡子,所以稱這種電路為鏡像電流源。在Ucc和R確定之后,基本鏡象電流源的Ic2就固定不變,即為恒流源。它的優(yōu)點是電路簡單,且T1接成二極管形式,對Ic2有較好的溫度補償作用。不足之處是:(1)Ic2受電
22、源Ucc的影響大,兩者的變化率基本相同。當Ucc變化100時,Ic2也變化100,因此它不適應電源電壓在大幅度變動下運行。(2)當要求得到小的電流源時,如微安級的電流,就要求較大的電阻R,這用集成工藝是難于實現(xiàn)的。(3)由于恒流特性不夠理想,管子c、e極間電壓變化時,Ic也會作相應的變化,即電流源的輸出電阻還不夠大。(4)上圖電路中,輸出電流Ic2與基準電流IR僅僅是近似相等,特別是當值不夠大時,二者之間誤差更大。為提高鏡像電流源的精度,以及進一步提高電路的輸出電阻,可采用下面的方法。二、威爾遜電流源在鏡象電流源的基礎上增加一個放大管T3,則組成威爾遜電流源,如下圖所示:圖中,T1、T2與T3
23、的特性相同,所以有123 ,IB1IB2IB ,Ic1Ic2,則由上圖可得IC1IRIB3IRIc3/Ic2IE32IBIE32Ic2/整理可得Ic2利用Ic1Ic2,可得Ic3IR可見,只要值不是很小,Ic3與IR就非常接近。此外,威爾遜電流源還利用電流負反饋來提高電流的穩(wěn)定性。假設由于某種因素,使Ic3增加,則Ic2也隨之增加,因為T1與T2為基本鏡象電流源,所以總有Ic1Ic2,所以Ic2增加時,Ic1也增加,而 IRIc1Ib3固定不變,因此IB3就減少,則Ic3也隨之減少,結果維持Ic3基本恒定。由第四章負反饋對放大器性能的影響可知,由于引入了電流負反饋,所以提高了恒流源的輸出電阻。
24、三、微電流源為了使Ic2為弱電流時,R值仍不大,我們可以在鏡像電流源的基礎上,引入一個電阻Re到T2的發(fā)射極,如下圖所示。此時UBE2UBE1,因此,即使Ic1比較大,但由于Re的存在,將使Ic2Ic1,即在R不太大的情況下,也能滿足Ic2較小的要求。此外,Re引入電流負反饋,故也提高了T2管的集電極輸出電阻,它更接近于理想的恒流源。與鏡像電流源相比,微電流源具有以下特點:(1)當電源電壓Ucc變化時,雖然IR和 Ic1也要作相應的變化,但由于Re的負反饋作用,Ic2的變化將要小得多,故提高了恒流源對電源變化的穩(wěn)定性。(2)當溫度上升時,Ic2將要增加,由圖可看出,此時UBE1和UBE2均將下
25、降,所以對Ic2的增加有抑制作用,從而提高了恒流源對溫度變化的穩(wěn)定性。(3)由于Re引入電流負反饋,因此微電流的輸出電阻比T2本身的輸出電阻rce要高得多,更接近理想的恒流源。四、多路偏置電流源前面討論的電流源都是用一個參考電流去獲得另一個固定電流。實際中常用一個參考電流去獲得多個電流,而且各個電流的數(shù)值可以不相同。下圖就是在單電源的基礎上得到的多路電流源。由圖可知參考電流IR706A,通過T2建立參考電壓,然后根據(jù)鏡像電流源和微電流源的電流分配原則,得出Ic142A,Ic346A ,Ic4698A 。五、作為有源負載的電流源電路恒流源在集成電路中除了設置偏置電流外,還可作為放大器的有源負載,
26、以提高電壓放大倍數(shù)。在第二章我們求各種放大電路的電壓放大倍數(shù)時,得出電壓放大倍數(shù)正比于負載電阻,提高負載有利于放大倍數(shù)的提高。而Rc/RL,RL是所要帶動的負載,所以提高,可通過提高Rc來達到,但Rc增大,影響靜態(tài)工作點,使放大電路的動態(tài)范圍減小。而電流源具有交流電阻大,直流電阻小的特點,故用電流源代替電阻Rc,將有效地提高該級的電壓放大倍數(shù),對RL較大的場合,效果更為突出,其電路如下圖所示。T1是共射放大電路,T2、T3(PNP管)組成鏡像電流源作為T1管的負載電阻Rc。由于恒流源等效電阻為無窮大,可視為開路,則T1管變化的電流Ib全部流向RL,故電壓放大倍數(shù)得到提高。第四節(jié) 集成運放的性能
27、指標1集成運放的符號運算放大器的電路符號如下圖所示。它有一個輸出端Uo和兩個輸入端“”、“”。“”號端為反相輸入端,表示信號Ui由此端輸入時,其輸出信號Uo與Ui反相;“”號端為同相輸入端,表示信號Uo由此端輸入時,其輸出信號Uo與Ui同相。2集成運放的性能指標表征集成運放性能與質(zhì)量的指標有幾十個,一般沒必要全部了解,我們只把幾個主要指標介紹如下:(1)開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aod這是指集成運放在無外加反饋回路的情況下的差模電壓放大倍數(shù),常用Aod表示,即對于集成運放而言,希望 Aod大,且穩(wěn)定。目前高增益集成運放的Aod可高達140 dB(107倍),理想集成運放認為Aod為無窮大。(2)最大
28、輸出電壓Uopp最大輸出電壓是指在一定的電源電壓下,集成運放的最大不失真輸出電壓的峰峰值。如某運放的電源電壓為 15 V時的最大輸出電壓為 10 V,按Aod105(即10 0000倍)計算,輸出為 10 V時,輸入差模電壓Uid的峰峰值為 0.1mV。也就是說,當輸入信號超過 0.1mV時,輸出恒為 10 V,不再隨Uid變化,此時集成運放進入非線性工作狀態(tài)。用集成運放的傳輸特性曲線表示上述關系,如下圖所示。(3)差模輸入電阻ridrid的大小反映了集成運放輸入端向差模輸入信號源索取電流的大小。要求rid愈大愈好,一般集成運放的rid為幾百千歐至幾兆歐,故輸入級常采用場效應管來提高輸入電阻。
29、理想集成運放的rid為無窮大,因此,不向信號源索取電流。(4)輸出電阻roro的大小反映了集成遠放在小信號輸出時的負載能力。有時只用最大輸出電流Iomax表示它的極限負載能力。認為理想集成運放的ro為零。(5)共模抑制比CMRR共模抑制比反映了集成運放對共模輸入信號的抑制能力,其定義同差動放大電路。CMRR愈大愈好,理想集成運放的CMRR為無窮大。(6)最大差模輸入電壓UidmaxUidmax規(guī)定了集成運放兩輸入端所能承受的最大差模輸入電壓。從集成運放輸入端看進去,一般都有兩個或兩個以上的發(fā)射結相串聯(lián),若輸入端的差模電壓過高,會使發(fā)射結擊穿。NPN管e結擊穿電壓僅有幾伏,PNP橫向管的e結擊穿
30、電壓則可達數(shù)十伏。(7)最大共模輸入電壓Uicmax輸入端共模信號超過Uicmax,集成運放工作就不正常,失去差模放大能力。因此,集成運算工作時,若有共模信號輸入,必須對共模輸入信號加以限制,使其不超過Uicmax值。(8)輸入失調(diào)電壓UIO該電壓是指為了使輸出電壓為零而在輸入端加的補償電壓(去掉外接調(diào)零電位器),它的大小反映了電路的不對稱程度和調(diào)零的難易。對集成運放我們要求輸入信號為零時,輸出也為零,但實際中往往輸出不為零,將此電壓折合到集成運放的輸入端的電壓,稱為輸入失調(diào)電壓UIO,其值在110mV范圍,要求愈小愈好。(9)輸入偏置電流IIB和輸入失調(diào)電流IIO輸入偏置電流是指輸入差放管的
31、基極(柵極)偏置電流,用IIB(IB1IB2) 表示;而將IB1、IB2之差的絕對值稱為輸入失調(diào)電流IIo,即 IIO|IB1IB2|可見IIB相當于輸入電流的共模成分;而IIO相當于輸入電流的差模成分。當它們流過信號源電阻RS時,其上的直流壓降就相當于在集成運放的兩個輸入端上引入了直流共模和差模電壓,因而也將引起輸出電壓偏離零值。顯然,IIB和IIO愈小,它們的影響也愈小。IIB的數(shù)值通常為十分之幾微安,IIO則更小。10輸入失調(diào)電壓溫漂和輸入失調(diào)電流溫漂它們可以用來衡量集成運放的溫漂特性。通過調(diào)零的辦法可以補償UIO、IIB、IIO的影響,使直流輸出電壓調(diào)至零伏,但卻很難補償其溫度漂移。低
32、溫漂型集成運放可做到0.9V/以下,可做到0.009A/以下。113db帶寬fh在第二章頻率特性一節(jié)中我們已講過,隨著輸入信號頻率上升,放大電路的電壓放大倍數(shù)將下降,當Au下降到中頻時的 0.707倍時為截止頻率,用分貝表示正好下降了3 dB,對應此時的頻率fh稱為上限截止頻率,又常稱為3 dB帶寬。當輸入信號頻率繼續(xù)增大,Au繼續(xù)下降,當Au1時,與此對應的頻率fc稱為單位增益帶寬。12轉換速率SR頻帶寬度是在小信號的條件下測量的。在實際應用中,有時需要集成運放工作在大信號情況(輸出電壓峰值接近集成運放的最大輸出電壓Uopp),此時用轉換速率表示其特性它是輸出電壓對時間的變化率,SR愈大的集成運放,其輸出電壓的變化率愈大,所以SR大的集成運放
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