模電課件26第七章集成運(yùn)放基本電路

第七章集成運(yùn)放基本電路本章將介紹集成運(yùn)放的基本電路。集成運(yùn)放作為一種重要的模擬電路器件，廣泛應(yīng)用于各種電子系統(tǒng)中。ffbyfsadswefadsgsa7.1集成運(yùn)放簡介集成運(yùn)放是將運(yùn)算放大器的所有電路集成在一個芯片上，簡稱運(yùn)放。集成運(yùn)放的出現(xiàn)，極大地簡化了電路設(shè)計和制造，推動了電子技術(shù)的發(fā)展。集成運(yùn)放的基本結(jié)構(gòu)集成運(yùn)放內(nèi)部通常包含多個級聯(lián)的放大電路，如差動放大電路、共射放大電路和射極跟隨器等。這些電路通過級聯(lián)的方式，共同實(shí)現(xiàn)高增益、低輸出阻抗和高輸入阻抗等特性。集成運(yùn)放的特性集成運(yùn)放具有多種特性，使其成為模擬電路設(shè)計中的重要元件。這些特性決定了運(yùn)放的性能，影響著電路的功能和精度。集成運(yùn)放的分類集成運(yùn)放根據(jù)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作原理和應(yīng)用特點(diǎn)的不同，可以分為多種類型。常見的集成運(yùn)放分類包括：通用型集成運(yùn)放、精密型集成運(yùn)放、高速型集成運(yùn)放、低噪聲型集成運(yùn)放、單電源型集成運(yùn)放、雙電源型集成運(yùn)放、可編程型集成運(yùn)放、儀表放大器、運(yùn)算放大器等。7.2運(yùn)放的基本應(yīng)用電路集成運(yùn)放具有高增益、高輸入阻抗、低輸出阻抗的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于放大、濾波、比較、振蕩等各種電路中。本節(jié)將介紹幾種常見的運(yùn)放基本應(yīng)用電路，包括反相放大電路、非反相放大電路、差動放大電路和電壓跟隨器。反相放大電路反相放大電路是運(yùn)放最基本的應(yīng)用電路之一。它可以將輸入信號進(jìn)行放大，同時改變其相位。非反相放大電路非反相放大電路是一種重要的運(yùn)放應(yīng)用電路，它具有輸入信號與輸出信號同相的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于信號放大、緩沖等領(lǐng)域。非反相放大電路的特點(diǎn)是輸入信號直接加到運(yùn)放的非反相輸入端，輸出信號經(jīng)過反饋電阻反饋到運(yùn)放的輸入端，形成正反饋。差動放大電路差動放大電路是一種常用的放大電路，它利用兩個相同的運(yùn)放來放大輸入信號的差值。這種電路具有較高的共模抑制比，可以有效地抑制共模噪聲，提高放大電路的信噪比。電壓跟隨器電壓跟隨器是一種重要的運(yùn)放應(yīng)用電路，其輸出電壓等于輸入電壓，具有高輸入阻抗、低輸出阻抗的特點(diǎn)。電壓跟隨器常用于信號緩沖、阻抗匹配和信號隔離等場合。7.3運(yùn)放的輸入偏置電流和輸入偏置電壓輸入偏置電流和輸入偏置電壓是運(yùn)放的重要參數(shù)，會影響運(yùn)放的輸出電壓。由于運(yùn)放的輸入端是高阻抗，輸入偏置電流會流過輸入端的電阻，產(chǎn)生壓降，從而影響輸出電壓。而輸入偏置電壓則直接影響運(yùn)放的輸出電壓，需要進(jìn)行補(bǔ)償才能獲得準(zhǔn)確的輸出。輸入偏置電流的概念輸入偏置電流是指運(yùn)放輸入端流入或流出的微小直流電流。它是由運(yùn)放內(nèi)部電路中晶體管的基極電流引起的。輸入偏置電流的存在會導(dǎo)致運(yùn)放輸出端產(chǎn)生直流偏移電壓，影響運(yùn)放的放大精度。輸入偏置電壓的概念輸入偏置電壓是指在運(yùn)放輸入端沒有輸入信號的情況下，由于運(yùn)放內(nèi)部器件不完全對稱而產(chǎn)生的一個微小的直流電壓。這個電壓會影響運(yùn)放的輸出電壓，使輸出電壓偏離理想值。輸入偏置電壓的大小與運(yùn)放的類型、工作溫度和電源電壓有關(guān)。對于大多數(shù)運(yùn)放，輸入偏置電壓在幾毫伏到幾十毫伏之間。輸入偏置電流和輸入偏置電壓的影響輸入偏置電流和輸入偏置電壓會對運(yùn)放的輸出電壓產(chǎn)生影響。當(dāng)輸入偏置電流過大時，會使輸出電壓發(fā)生偏移，導(dǎo)致放大倍數(shù)不準(zhǔn)確。而輸入偏置電壓則會導(dǎo)致輸出電壓出現(xiàn)一個固定偏移量，影響電路的精度。7.4運(yùn)放的輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電流輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電流是運(yùn)放的兩個重要的參數(shù)，它們會影響運(yùn)放的輸出電壓。輸入失調(diào)電壓是指當(dāng)運(yùn)放的兩個輸入端接地時，輸出端仍然存在一個非零電壓。輸入失調(diào)電流是指當(dāng)運(yùn)放的兩個輸入端接地時，流過兩個輸入端的電流之差。這些參數(shù)的存在會導(dǎo)致運(yùn)放的輸出電壓出現(xiàn)偏差，從而影響電路的精度和穩(wěn)定性。輸入失調(diào)電壓的概念輸入失調(diào)電壓是指當(dāng)運(yùn)放輸入端接地時，輸出端仍然存在一個不為零的電壓。它反映了運(yùn)放內(nèi)部元器件的不匹配性。輸入失調(diào)電流的概念輸入失調(diào)電流是指在運(yùn)放輸入端之間流過的電流，即使當(dāng)輸入電壓為零時也會存在。輸入失調(diào)電流是由于運(yùn)放內(nèi)部不完全對稱的結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的，會導(dǎo)致運(yùn)放輸出電壓產(chǎn)生誤差。輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電流的影響輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電流會直接影響運(yùn)放輸出電壓的精度。輸入失調(diào)電壓會使運(yùn)放輸出電壓產(chǎn)生一個固定偏移量，而輸入失調(diào)電流會使運(yùn)放輸出電壓產(chǎn)生一個與輸入阻抗成正比的偏移量。7.5運(yùn)放的共模抑制比共模抑制比是衡量集成運(yùn)放抑制共模信號能力的重要指標(biāo)，它體現(xiàn)了運(yùn)放對差模信號的放大倍數(shù)與對共模信號的放大倍數(shù)之比。共模抑制比越高，表明運(yùn)放對共模信號的抑制能力越強(qiáng)，抗干擾性能越好。實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)電路的具體要求選擇合適的運(yùn)放，以確保電路的正常工作。共模信號的概念共模信號是指加在集成運(yùn)放兩個輸入端上的相同信號，即兩個輸入端同時受到相同幅度、相同相位的信號。共模信號通常來自電源電壓的波動或線路中的噪聲，會影響運(yùn)算放大器的輸出，降低其性能。共模抑制比的定義共模抑制比（CMRR）是衡量差動放大器抑制共模信號能力的重要指標(biāo)。它反映了差動放大器對差模信號的放大倍數(shù)與對共模信號的放大倍數(shù)之比。共模抑制比的影響共模抑制比(CMRR)是衡量運(yùn)放抑制共模信號的能力指標(biāo)，數(shù)值越大，表示運(yùn)放對共模信號的抑制能力越強(qiáng)。高CMRR能有效抑制共模信號的干擾，保證放大電路正常工作。CMRR過低，會使共模信號被放大，導(dǎo)致電路失真、工作不穩(wěn)定等問題。例如，電源電壓的波動會導(dǎo)致共模信號干擾，CMRR過低會導(dǎo)致輸出信號失真。7.6運(yùn)放的頻率特性運(yùn)放的頻率特性是其重要的參數(shù)之一，它描述了運(yùn)放的放大倍數(shù)和相位隨頻率的變化關(guān)系。頻率特性對運(yùn)放的穩(wěn)定性、抗干擾能力和工作頻率范圍有重要影響。7.6運(yùn)放的頻率特性運(yùn)放的頻率特性是指運(yùn)放的增益、相位等參數(shù)隨頻率變化的規(guī)律。頻率特性是衡量運(yùn)放性能的重要指標(biāo)之一，它決定了運(yùn)放在不同頻率信號下的工作性能。帶寬的影響帶寬是衡量放大器頻率響應(yīng)的重要指標(biāo)，反映了放大器對不同頻率信號的放大能力。帶寬越寬，放大器能