16集成運(yùn)算放大器

1、 集成運(yùn)算放大器是一種具有很高放大倍數(shù)的多集成運(yùn)算放大器是一種具有很高放大倍數(shù)的多級(jí)直接耦合放大電路。是發(fā)展最早、應(yīng)用最廣泛的級(jí)直接耦合放大電路。是發(fā)展最早、應(yīng)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(gè)電路的各個(gè)元件以及相互之是把整個(gè)電路的各個(gè)元件以及相互之間的聯(lián)接同時(shí)制造在一塊半導(dǎo)體芯片上間的聯(lián)接同時(shí)制造在一塊半導(dǎo)體芯片上, 組成一個(gè)不組成一個(gè)不可分的整體。可分的整體。：體積小、重量輕、功耗低、可體積小、重量輕、功耗低、可靠性高、價(jià)格低。靠性高、價(jià)格低。按集成度按集成度按導(dǎo)電類(lèi)型按導(dǎo)電類(lèi)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(lèi)型號(hào)集成芯片各類(lèi)型號(hào)集成芯片 1. 元器件參數(shù)的一致性和對(duì)稱性好；元器件參數(shù)的一致性和對(duì)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(jié)代替。二極管多用三極管的發(fā)射結(jié)代替。16.1.2 電路的簡(jiǎn)單說(shuō)明電路的簡(jiǎn)單說(shuō)明輸入級(jí)輸入級(jí) 中間級(jí)中間級(jí) 輸出級(jí)輸出級(jí)偏置偏置電路電路運(yùn)算放大器方框圖運(yùn)算放

3、大器方框圖 輸入級(jí)：輸入級(jí)：輸入電阻高，能減小零點(diǎn)漂移和抑制干輸入電阻高，能減小零點(diǎn)漂移和抑制干擾信號(hào)，都采用帶恒流源的差分放大器擾信號(hào)，都采用帶恒流源的差分放大器 。 中間級(jí)：中間級(jí)：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(gòu)成。的共發(fā)射極放大電路構(gòu)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(jí)：輸出級(jí)：與負(fù)載相接，要求輸出電阻低，帶負(fù)載與負(fù)載相接，要求輸出電阻低，帶負(fù)載能力強(qiáng)，一般由互補(bǔ)對(duì)稱電路或射極輸出器構(gòu)成。能力強(qiáng)，一般由互補(bǔ)對(duì)稱電路或射極輸出器構(gòu)成。 15VI3430PfR815VUi1IET1T3T7T5

4、R1R2R3T4T6T2I82IB9T8IC9T9IB13IB122IB13T13IRR5R6T15R7D2D1T16T17T18T19T14R9T10T11R4I10Ui2F007的內(nèi)部電路圖的內(nèi)部電路圖 運(yùn)算放大器的管腳和符號(hào)運(yùn)算放大器的管腳和符號(hào)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(hào)傳信號(hào)傳輸方向輸方向輸出端輸出端實(shí)際運(yùn)放開(kāi)環(huán)實(shí)際運(yùn)放開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)電壓放大倍數(shù)(a)(b)(a) 符號(hào)符號(hào); (b)引腳引腳8 7 6 5 F0071 2 3 4 U-U+-UCC+UCC輸出輸出集成運(yùn)放集成運(yùn)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(jí)輸

5、入級(jí)偏置電路偏置電路中間級(jí)中間級(jí)輸出級(jí)輸出級(jí)+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(guān)系的最大輸出電壓。能使輸出和輸入保持不失真關(guān)系的最大輸出電壓。 2. 開(kāi)環(huán)差模電壓增益開(kāi)環(huán)差模電壓增益 Auo 運(yùn)放沒(méi)有接反饋電路時(shí)的差模電壓放大倍數(shù)。運(yùn)放沒(méi)有接反饋電路時(shí)的差模電壓放大倍數(shù)。 Auo愈高，所構(gòu)成的運(yùn)算電路越穩(wěn)定，運(yùn)算精度也越高。愈高，

6、所構(gòu)成的運(yùn)算電路越穩(wěn)定，運(yùn)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(yùn)放所能承受的共模輸入電壓最大值。超出此值，運(yùn)放所能承受的共模輸入電壓最大值。超出此值，運(yùn)放的共模抑制性能下降，甚至造成器件損壞。運(yùn)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(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù) 2. 開(kāi)環(huán)輸入電阻開(kāi)環(huán)輸入電阻3. 開(kāi)環(huán)輸出電阻開(kāi)環(huán)輸出電阻4. 共模抑制比共模抑制比 由于實(shí)際運(yùn)算放大器的技術(shù)指標(biāo)接近理想化條件，由于實(shí)際運(yùn)算放大器的技術(shù)指標(biāo)接近理想化條件，

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

8、sat) u+ 0 ui = Ui u 時(shí)，時(shí)， uo = + Uo (sat) u+UR，uo=+ Uo (sat)ui UR， uo= +UOM，T 導(dǎo)通。導(dǎo)通。 KA 動(dòng)作，動(dòng)作，切斷電源。切斷電源。 溫度未超過(guò)規(guī)定值，溫度未超過(guò)規(guī)定值，Ui UR， uo= UOM，T 截止。截止。 KA 不動(dòng)作。不動(dòng)作。R1R2URRR4KA+UCCTR3+uiuo電壓傳電壓傳輸特性輸特性u(píng)oiuO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(huà)出畫(huà)出 uo 的波形的波形。Oiut解解: :運(yùn)放為同相輸入過(guò)零電壓運(yùn)放為同相輸入過(guò)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