電工電子技術(shù)南航3-1,2lhc

1、第三章 集 成 運 算 放 大 器運算放大器的結(jié)構(gòu)及基本參數(shù) 基本運算電路比例電路 加減電路 有源濾波器 電壓比較器 運放電路中的負反饋 積分和微分電路 采樣保持電路電子電路分立元件電路由各種單個元件及連線構(gòu)成的電路集成電路將整個電路的各個元件及連線同時制造 在一塊芯片內(nèi)就集成度而言，集成電路分為小規(guī)模、中規(guī)模、大規(guī) 模、超大規(guī)模和極大規(guī)模集成電路小規(guī)模集成電路的集成度是1100,中規(guī)模集成電路的集成度是1001000,大規(guī)模集成電路的集成度是100010萬,超大規(guī)模集成電路的集成度是10萬100萬,極大規(guī)模集成電路的集成度大于100萬SSI Small Scale IntegrationMS

2、I Medium Scale IntegrationLSI Large Scale IntegrationVLSI Very Large Scale IntegrationSLSI Super Large Scale Integration 1 2 3 4F0078 7 6 5集成電路雙極型（導電粒子為正負電荷）單極型（導電粒子為正或負電荷）按功能分類按導電類型分類集成電路模擬集成電路數(shù)字集成電路集成運算放大器集成模擬乘法器集成鎖相環(huán)集成運放：一種具有高開環(huán)放大倍數(shù)并帶有深度 負反饋的多級直接耦合放大電路3.1 集成運放簡介集成運放構(gòu)成了現(xiàn)代電子電路最基本的單元，應用極廣泛使用集成電路如集成運

3、放時只需注意其外部特性，如芯片管腳、主要參數(shù)等。對其內(nèi)部電路及工藝只需作一般了解3.1.1 集成運放的特點 集成運放的封裝外形主要采用雙列直插式及貼片式 1 2 3 4F0078 7 6 5集成運放的特點：（1）集成電路中一般不使用電容（制作工藝不允許）如必須使用，則采取外接的方法（2）芯片內(nèi)電阻的取值范圍不大（10020k），電阻的精度較低。高阻值的電阻一般用晶體管恒流源來代替當晶體管工作于放大區(qū)時，IB一定，則IC 幾乎不變，可視為恒流源，其動態(tài)電阻很大。CE（3）集成電路的二極管都采用三極管構(gòu)成BCEBCECE輸入級：零漂小，抑制共模干擾，ri大3.1.2 集成運放的基本組成 集成運放的

4、輸入級都采用差動放大電路，工藝相同，電路參數(shù)基本對稱，抑制零漂的能力大大增強輸入級的兩個輸入端構(gòu)成了整個電路的同相輸入端和反相輸入端輸入級輸出級中間級偏置電路輸入端輸出端輸出級一般由射級輸出器或互補射極跟隨器組成，以降低輸出電阻中間級主要是提高放大倍數(shù)，由一級或多級放大電路組成輸入級輸出級中間級偏置電路輸入端輸出端偏置電路的作用是為上述各級電路提供穩(wěn)定和合適的偏置電流。運放的工作電源一般為對稱的正負電源（如+15V）2341576輸出同相輸入反相輸入+15V15VF007運放的電路符號_+326 1 2 3 4F0078 7 6 51、最大輸出電壓UOPP3.1.3 集成運放的主要參數(shù) 在輸出

5、電壓 uo 與輸入電壓（u+ - u- ）保持不失真關(guān)系的前提下的最大輸出電壓，與電源電壓有關(guān)。2、開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aud（一般為 ，即80140dB）_+3263、輸入電阻4、輸入失調(diào)電壓UIO為使此時的輸出電壓為零，在輸入級加的補償電壓稱為輸入失調(diào)電壓在輸入電壓為零時，輸出電壓不一定為零_+3265、輸入失調(diào)電流IIO在輸出電壓為零時，兩個輸入端靜態(tài)電流之差_+6、輸入偏置電流IIB_+7、最大共模輸入電壓UICM即允許輸入的最大共模輸入電壓，超過這個電壓運放將不具備共模抑制能力甚至被損壞_+326一般為+8、運放的電壓傳輸特性3.1.4 理想集成運放一、理想運放的性能指標（1）開環(huán)差

6、模電壓放大倍數(shù) Aud=（2）差模輸入電阻無窮大（3）輸出電阻為零（4）共模抑制比無窮大今后分析運放時一律將其視為理想運放_+理想運放的電路符號二、理想運放的工作區(qū)域+1、非線性區(qū)域+輸出與輸入之間不成線性關(guān)系， 很顯然運放開環(huán)時處于非線性區(qū)如果引入正反饋（即輸出端與同相輸入端相連），則閉環(huán)放大倍數(shù)更大，運放也處于非線性區(qū)+F_+ 差模輸入電阻無窮大兩個輸入端的電流近似為零，稱為“虛斷路”，簡稱“虛斷”2、線性區(qū)域希望運放的輸出與輸入之間能滿足線性關(guān)系兩個輸入端的電位近似相等，即“虛短路”，簡稱“虛短”+同時很小的輸入會導致輸出或正向飽和或負向飽和，因此必須引入負反饋，以降低閉環(huán)放大倍數(shù)+F同

7、理差模輸入電阻無窮大_+虛短和虛斷是理想運放工作于線性區(qū)時的兩個重要特點理想運放的工作區(qū)域線性區(qū)域非線性區(qū)域輸出端與反相輸入端有電路相連（有負反饋）開環(huán)或有正反饋_+_+_+分析含有運放的電路時，首先必須判斷出運放是工作于線性區(qū)還是非線性區(qū) 3-2 基本運算電路一、比例運算電路1、反相比例運算電路_+首先判斷運放工作于線性區(qū)R2是平衡電阻，一般 R2= R1/RF即消除靜態(tài)基極電流對輸出電壓的影響_+_+為使反相輸入端和同相輸入端對地的直流電阻一致由“虛斷”可知：由“虛短”可知：（虛地）_+_+2、同相比例運算電路運放工作于線性區(qū)_+由“虛短”及“虛斷” 可知R2= R1/RF為正電壓跟隨器如果R1= （斷開）或RF= 0_+3.2.2 加減運算電路一、加法運算R2= R11/R12 /R13 /RF_+_+當 時，當 時， 反相加二、減法運算_+兩個輸入端都有信號輸入（差動輸入）_+當 時減法運算例1： +_AS+_Ai3i2i1S合上例2：求出uA，則uo 便可得出求uA也可用疊加法也可用戴維寧定理估算VB、VC、VE（UBE=0.6V）例3：V=？（2）若 電壓表讀數(shù) =200mV，V四、積分運算_+CF+_有負反饋，運放工作于線性區(qū)_+CF+