集成運算放大器的基本知識

集成運算放大器的基本知識第1頁，共10頁，2023年，2月20日，星期四運算放大器的符號如圖所示：運算放大器的主要技術(shù)指標(biāo)由于運放的輸入級通常由差分放大電路組成，因此一般有兩個輸入端和一個輸出端。兩個輸入端中，一個與輸出為反相關(guān)系，另一個為同相關(guān)系，分別稱為反相輸入端和同相輸入端，在圖中分別用符號“+”和“-”標(biāo)明。開環(huán)差模電壓增益是指運放在無外加反饋的情況下的直流差模增益，一般用對數(shù)表示，單位為分貝。它的定義為：開環(huán)差模增益是決定運放精度的重要因素，理想情況下希望其為無窮大。事實上一般為100dB左右，高質(zhì)量的運放可達(dá)140dB以上。第2頁，共10頁，2023年，2月20日，星期四2.輸入失調(diào)電壓它的定義是，為了是輸出的電壓為零，再輸入端所需要加的補償電壓，其數(shù)值表征了輸入級差分對管失配的程度，在一定程度上也反映了溫飄的大小。3.輸入失調(diào)電壓溫飄它的定義是：表示失調(diào)電壓在規(guī)定工作范圍內(nèi)的溫度系數(shù)，是衡量運放問票的重要指標(biāo)。一般運放為梅毒10-20。這個指標(biāo)往往比失調(diào)電壓更為重要。4.輸入失調(diào)電流輸入失調(diào)電流的定義是當(dāng)輸入電壓等于零的時候，兩個輸入端偏置電流之差，即：第3頁，共10頁，2023年，2月20日，星期四5.輸入失調(diào)電流溫飄代表輸入失調(diào)電流的溫度系數(shù)。一般為每度幾納安，高質(zhì)量的只有每度幾十皮安。6.輸入偏置電流定義為當(dāng)輸出電壓為零的時候，兩個輸入端偏置電流的平均值，即：它是衡量差分對管輸入電流絕對值大小的指標(biāo)，它的值主要取決于運放輸入級的靜態(tài)級電極電流及輸入級放大管的值。第4頁，共10頁，2023年，2月20日，星期四7.差模輸入電阻用以衡量集成運放向信號源索取電流的大小。一般集成運放的差模輸入電阻為幾兆歐。8.共模抑制比定義為開環(huán)差模電壓增益與開環(huán)共模電壓增益之比，一般也用對數(shù)表示，即：這個指數(shù)用于衡量運放抑制溫飄能力，多數(shù)運放的共模抑制比在80dB以上，高質(zhì)量的可達(dá)160dB。第5頁，共10頁，2023年，2月20日，星期四9.最大共模輸入電壓表示繼承運放輸入端所能承受的最大共模電壓。如果查過辭職，運放的共模抑制性能將顯著惡化。10.最大差模輸入電壓

這是集成運放反向輸入端與同相輸入端之間能承受的最大電壓。若超過這個限度，輸入級差分對管中的一個管子的發(fā)射結(jié)可能被反向擊穿。11.

-3dB帶寬表示下降3dB時的頻率。一般運放其值較低，只有幾赫至幾千赫。12.單位增益帶寬指降至0dB時的頻率，即此時開環(huán)差模電壓放大系數(shù)等于1。衡量運放的一項重要品質(zhì)因素——增益帶寬積得大小。第6頁，共10頁，2023年，2月20日，星期四13.轉(zhuǎn)換速率

轉(zhuǎn)換速率是指在額定負(fù)載條件下，輸入一個大幅度的階躍信號時，輸出電壓的最大變化率。這個指標(biāo)描述集成運放對大幅度信號的適應(yīng)能力。在實際工作中，輸入信號的變化率一般不要大于集成運放的值。集成運放的基本組成部分從原理上講，集成運放的內(nèi)部實質(zhì)是一個具有高放大倍數(shù)的多級直接耦合放大電路。通常由四個部分組成，即輸入級、中間級、輸出級和偏置電路，如右圖所示：第7頁，共10頁，2023年，2月20日，星期四1.偏置電路

其作用是向各放大級提供合適的偏置電流，確定各級靜態(tài)工作點。各個放大級對偏置電流的要求各不相同。在運放中，常用的偏置電路有以下幾種：鏡像電流源比例電流源微電流源2.輸入級集成運放的輸入級對他的許多性能指標(biāo)，諸如輸入電阻、共模輸入電壓、差模輸入電壓和共模抑制比等，起著決定性的作用，因此是提高集成運放質(zhì)量的關(guān)鍵。為了充分利用集成電路內(nèi)部元件參數(shù)匹配較好、易于補償?shù)膬?yōu)點，輸入級大都采用差分放大電路的形式。第8頁，共10頁，2023年，2月20日，星期四差分放大電路常見的形式有三種：基本形式差分放大電路長尾式差分放大電路恒流源式差分放大電路3.中間級中間級的主要任務(wù)是提供足夠大的電壓放大系數(shù)，從這個目標(biāo)出發(fā)，不僅要求中間級本身具有較高的電壓增益，同時為了減少對前級的影響，還要具有較高的輸入電阻。另外，中間級還應(yīng)向輸出級提供較大的推動電流，并能根據(jù)需要實現(xiàn)單端輸入至雙端輸入，或雙端輸入至單端輸出的轉(zhuǎn)換。為了提高電壓放大倍數(shù)，集成運放的中間級經(jīng)常利用三極管作為有緣負(fù)載。另外，中間級的放大管有時采用復(fù)合管的結(jié)構(gòu)形式。第9頁，共10頁，2023年，2月20日，星期四4.輸出級運放的輸出級主要作用是提供足夠的輸出功率，以滿足負(fù)載的需要，同時還應(yīng)該具有較低的輸入電阻以增強帶負(fù)載能力。另外，也希望輸出級有較高的輸入電阻，以免影響前級的電壓放大系數(shù)。此外，