16集成運算放大器

1、 集成運算放大器是一種具有很高放大倍數(shù)的多集成運算放大器是一種具有很高放大倍數(shù)的多級直接耦合放大電路。是發(fā)展最早、應用最廣泛的級直接耦合放大電路。是發(fā)展最早、應用最廣泛的一種模擬集成電路。一種模擬集成電路。集成電路集成電路 是把整個電路的各個元件以及相互之是把整個電路的各個元件以及相互之間的聯(lián)接同時制造在一塊半導體芯片上間的聯(lián)接同時制造在一塊半導體芯片上, 組成一個不組成一個不可分的整體?？煞值恼w。：體積小、重量輕、功耗低、可體積小、重量輕、功耗低、可靠性高、價格低。靠性高、價格低。按集成度按集成度按導電類型按導電類型按功能按功能小、中、大和超大規(guī)模小、中、大和超大規(guī)模雙、單極性和兩種兼容雙

2、、單極性和兩種兼容數(shù)字和模擬數(shù)字和模擬各類型號集成芯片各類型號集成芯片 1. 元器件參數(shù)的一致性和對稱性好；元器件參數(shù)的一致性和對稱性好； 2. 電阻的阻值受到限制，大電阻常用三極管恒流電阻的阻值受到限制，大電阻常用三極管恒流源代替，電位器需外接；源代替，電位器需外接； 3. 電容的容量受到限制，電感不能集成，故大電電容的容量受到限制，電感不能集成，故大電容、電感容、電感 和變壓器均需外接；和變壓器均需外接； 4. 二極管多用三極管的發(fā)射結代替。二極管多用三極管的發(fā)射結代替。16.1.2 電路的簡單說明電路的簡單說明輸入級輸入級 中間級中間級 輸出級輸出級偏置偏置電路電路運算放大器方框圖運算放

3、大器方框圖 輸入級：輸入級：輸入電阻高，能減小零點漂移和抑制干輸入電阻高，能減小零點漂移和抑制干擾信號，都采用帶恒流源的差分放大器擾信號，都采用帶恒流源的差分放大器 。 中間級：中間級：要求電壓放大倍數(shù)高。常采用帶恒流源要求電壓放大倍數(shù)高。常采用帶恒流源的共發(fā)射極放大電路構成。的共發(fā)射極放大電路構成。 偏置電路偏置電路: 由鏡像恒流源等電路組成由鏡像恒流源等電路組成 輸出級：輸出級：與負載相接，要求輸出電阻低，帶負載與負載相接，要求輸出電阻低，帶負載能力強，一般由互補對稱電路或射極輸出器構成。能力強，一般由互補對稱電路或射極輸出器構成。 15VI3430PfR815VUi1IET1T3T7T5

4、R1R2R3T4T6T2I82IB9T8IC9T9IB13IB122IB13T13IRR5R6T15R7D2D1T16T17T18T19T14R9T10T11R4I10Ui2F007的內(nèi)部電路圖的內(nèi)部電路圖 運算放大器的管腳和符號運算放大器的管腳和符號反相反相輸入端輸入端同相同相輸入端輸入端+UCCUEEuo+uu +Auo信號傳信號傳輸方向輸方向輸出端輸出端實際運放開環(huán)實際運放開環(huán)電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)(a)(b)(a) 符號符號; (b)引腳引腳8 7 6 5 F0071 2 3 4 U-U+-UCC+UCC輸出輸出集成運放集成運放 741的的電路原理圖電路原理圖同相輸入同相輸入輸入級輸

5、入級偏置電路偏置電路中間級中間級輸出級輸出級+UCCuo+- -UEET12T1T2T3T4T5T6T7T8T9T10T11T13T14T16T18T17T20T15T19R1R2R3R4R5R7R8R9R10R11R12C同相輸入同相輸入輸出輸出16.1.3 主要參數(shù)主要參數(shù) 1. 最大輸出電壓最大輸出電壓 UOPP 能使輸出和輸入保持不失真關系的最大輸出電壓。能使輸出和輸入保持不失真關系的最大輸出電壓。 2. 開環(huán)差模電壓增益開環(huán)差模電壓增益 Auo 運放沒有接反饋電路時的差模電壓放大倍數(shù)。運放沒有接反饋電路時的差模電壓放大倍數(shù)。 Auo愈高，所構成的運算電路越穩(wěn)定，運算精度也越高。愈高，

6、所構成的運算電路越穩(wěn)定，運算精度也越高。 6. 共模輸入電壓范圍共模輸入電壓范圍 UICM 運放所能承受的共模輸入電壓最大值。超出此值，運放所能承受的共模輸入電壓最大值。超出此值，運放的共模抑制性能下降，甚至造成器件損壞。運放的共模抑制性能下降，甚至造成器件損壞。 3. 輸入失調(diào)電壓輸入失調(diào)電壓 UIO 4. 輸入失調(diào)電流輸入失調(diào)電流 IIO 5. 輸入偏置電流輸入偏置電流 IIB1. 開環(huán)電壓放大倍數(shù)開環(huán)電壓放大倍數(shù) 2. 開環(huán)輸入電阻開環(huán)輸入電阻3. 開環(huán)輸出電阻開環(huán)輸出電阻4. 共模抑制比共模抑制比 由于實際運算放大器的技術指標接近理想化條件，由于實際運算放大器的技術指標接近理想化條件，

7、用理想運算放大器分析電路可使問題大大簡化用理想運算放大器分析電路可使問題大大簡化, 為此為此,后后面對運算放大器的分析都是按其理想化條件進行的。面對運算放大器的分析都是按其理想化條件進行的。16.1.4 理想運算放大器及其分析依據(jù)理想運算放大器及其分析依據(jù) ouA idr0or CMRRK 在分析運算放大器的電路時，一般將它看成是理在分析運算放大器的電路時，一般將它看成是理想的想的運算放大器。理想化的主要條件：運算放大器。理想化的主要條件：線性區(qū)：線性區(qū)：uo = Auo( (u+ u)非線性區(qū)：非線性區(qū)：u+ u 時，時， uo = +Uo(sat) u+ u 時，時， uo = + Uo(

8、sat) u+ 0 ui = Ui u 時，時， uo = + Uo (sat) u+UR，uo=+ Uo (sat)ui UR， uo= +UOM，T 導通。導通。 KA 動作，動作，切斷電源。切斷電源。 溫度未超過規(guī)定值，溫度未超過規(guī)定值，Ui UR， uo= UOM，T 截止。截止。 KA 不動作。不動作。R1R2URRR4KA+UCCTR3+uiuo電壓傳電壓傳輸特性輸特性uoiuO例例2: 電路如圖所示電路如圖所示, ui 是一正弦電壓是一正弦電壓, 畫出畫出 uo 的波形的波形。Oiut解解: :運放為同相輸入過零電壓運放為同相輸入過零電壓 比較器比較器uoOtOtou Otou 各電壓波形如右圖所示。各電壓波形如右圖所示。R1R2uiuo+ou ou CDRLR12i1i212o1o2RuuRRuu )(2o1o46ouuRRu )21 (12462i1ioiofRRRRuuuuuAu