第四章 集成運算放大器

1、1/731/732/73 集成電路是60年代初期發(fā)展起來的。 采用半導(dǎo)體制造工藝，在一小塊單晶片上制作具有特定功能的電子線路，集成電路與先前用手工或機(jī)械方法制造的電路相比，體積小、重量輕、可靠性高、成本低、使用方便。3/734/73 根據(jù)功能與工作機(jī)理不同可分為：數(shù)字集成電路（處理數(shù)字信號）和模擬集成電路（處理模擬信號）。在模擬集成電路中，運算放大器（早期用于模擬計算機(jī)的數(shù)字運算）發(fā)展最早，應(yīng)用最廣泛。 隨著集成技術(shù)與集成工藝的迅速發(fā)展，其他類型的模擬集成電路也取得了非常大的進(jìn)步，如混頻器、調(diào)制器、寬帶放大器、高頻放大器、功率放大器、電壓比較器、A/D或D/A轉(zhuǎn)換器等。5/73 運算放大器是由

2、直接耦合多級放大電路集成制造的高增益放大器。 它是模擬集成電路最重要的品種，廣泛應(yīng)用于模擬運算、信號處理、信號測量、波形轉(zhuǎn)換、自動控制等領(lǐng)域。l 集成運算放大器的組成l 集成運算放大器的符號和參數(shù)l 集成運算放大器的理想模型6/73電壓放大倍數(shù)高、輸入電阻大、輸出電阻小、共模抑電壓放大倍數(shù)高、輸入電阻大、輸出電阻小、共模抑制比高、抗干擾能力強、可靠性高、體積小、耗電小，制比高、抗干擾能力強、可靠性高、體積小、耗電小，能實現(xiàn)元器件、電路和系統(tǒng)相結(jié)合。能實現(xiàn)元器件、電路和系統(tǒng)相結(jié)合。各類型號集成運算放大器各類型號集成運算放大器集成運算放大器的特點集成運算放大器的特點P157雙列直插式封裝圓形金屬殼

3、封裝7/73集成運算放大器是一個高增益直接耦合放大電路。采用具有兩個輸入端子的差動放大電路提供增益，通常是共射組態(tài)的放大電路由有較強帶負(fù)載能力的電路組成多數(shù)由恒流源電路組成ui+ui-8/739/7310/7311/7312/7313/7314/7315/7316/7317/7318/7319/7320/73集成運算放大器的符號集成運算放大器的符號反相反相輸入端輸入端同相同相輸入端輸入端信號傳信號傳輸方向輸方向輸出端輸出端實際運算放大器實際運算放大器開環(huán)電壓放大倍數(shù)開環(huán)電壓放大倍數(shù)21/7322/7323/7324/73 u+ u uO4.1.3 理想運算放大器的分析依據(jù)理想運算放大器的分析依

4、據(jù)非線性區(qū)：非線性區(qū)： u+ u 時，時，uO = +UO(sat) u+ u 時，時， uO = + UO(sat) 運放工作在非線性區(qū)的分析依據(jù)： uO Auo( (u+ u )當(dāng)當(dāng) u+= u 時，時， uO發(fā)生躍變發(fā)生躍變當(dāng)當(dāng) u+ 0 uI = UI UR，uO=+ UO(sat)uI UR，uO= UO(sat)思考思考85/7386/73n輸出帶限幅的電壓比較器輸出帶限幅的電壓比較器UZ UZuO87/73n過零電壓比較器過零電壓比較器 過零電壓比較器用途非過零電壓比較器用途非常廣泛，在交流調(diào)壓、電常廣泛，在交流調(diào)壓、電氣控制系統(tǒng)中經(jīng)常使用。氣控制系統(tǒng)中經(jīng)常使用。88/73例例1

5、 189/7390/73例例2 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。 解解: (1) 運算放大器為同相運算放大器為同相輸入過零電壓比較器。輸入過零電壓比較器。輸入和輸出電壓波形輸入和輸出電壓波形電壓傳輸特性電壓傳輸特性91/73 (2) 經(jīng)經(jīng)RC微分電路輸出正微分電路輸出正負(fù)尖脈沖。負(fù)尖脈沖。 (3) 二極管二極管 D和和 RL 構(gòu)成限構(gòu)成限幅電路。利用二極管的單向幅電路。利用二極管的單向?qū)щ娦裕魅ヘ?fù)向尖脈沖，導(dǎo)電性，削去負(fù)向尖脈沖，輸出僅為正向尖脈沖。輸出僅為正向尖脈沖。例例2 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。輸入和輸出電壓波形輸入和輸出電壓波形解：解：92/7393/732. 滯回比較器滯回比較器 UU當(dāng)當(dāng) uO = + UO(sat)， 則則 當(dāng)當(dāng) uO = UO(sat)，則，則Iuu RF門限電壓受輸出門限電壓受輸出電壓的控制電壓的控制OF22uRRRu )(sat)F22OURRRuu )(sat)F22OURRRuu 94/73上門限電壓上門限電壓 U+ ：uI 逐漸增加時的門限電壓。逐漸增加時的門限電壓。下門限電壓下門限電壓U+：uI 逐漸減小時的門限電壓。逐漸減小時的門限電壓。兩次跳變之間具有遲滯特性兩次