模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)：第13講 集成運(yùn)算放大電路

1、第十三講 集成運(yùn)算放大電路一、概述二、集成運(yùn)放的主要性能指標(biāo)三、集成運(yùn)放的種類一、概述（1）直接耦合方式，充分利用管子性能良好的一致性采用差分放大電路和電流源電路。（2）用復(fù)雜電路實(shí)現(xiàn)高性能的放大電路，因?yàn)殡娐窂?fù)雜并不增加制作工序。（3）用有源元件替代無(wú)源元件，如用晶體管取代難于制作的大電阻。（4）采用復(fù)合管。 1. 集成運(yùn)放的特點(diǎn) 集成運(yùn)算放大電路，簡(jiǎn)稱集成運(yùn)放，是一個(gè)高性能的直接耦合多級(jí)放大電路。因首先用于信號(hào)的運(yùn)算，故而得名。2. 集成運(yùn)放電路的組成兩個(gè)輸入端一個(gè)輸出端 若將集成運(yùn)放看成為一個(gè)“黑盒子”，則可等效為一個(gè)雙端輸入、單端輸出的差分放大電路。集成運(yùn)放電路四個(gè)組成部分的作用輸入級(jí)

2、：前置級(jí)，多采用差分放大電路。要求Ri大，Ad大， Ac小，輸入端耐壓高。中間級(jí)：主放大級(jí)，多采用共射放大電路。要求有足夠的放大能力。輸出級(jí)：功率級(jí)，多采用準(zhǔn)互補(bǔ)輸出級(jí)。要求Ro小，最大不失真輸出電壓盡可能大。偏置電路：為各級(jí)放大電路設(shè)置合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。3. 集成運(yùn)放的符號(hào)和電壓傳輸特性 uO=f(uP-uN) 由于Aod高達(dá)幾十萬(wàn)倍，所以集成運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)的最大輸入電壓(uPuN)的數(shù)值僅為幾十一百多微伏。在線性區(qū)：uOAod(uPuN) Aod是開環(huán)差模放大倍數(shù)。非線性區(qū) (uPuN)的數(shù)值大于一定值時(shí)，集成運(yùn)放的輸出不是UOM , 就是UOM，即集成運(yùn)放工作在非線性區(qū)。四、集成運(yùn)放

3、的主要性能指標(biāo) 指標(biāo)參數(shù) F007典型值 理想值 開環(huán)差模增益 Aod 106dB 差模輸入電阻 rid 2M 共模抑制比 KCMR 90dB 四、集成運(yùn)放的主要性能指標(biāo) 指標(biāo)參數(shù) F007典型值 理想值 UIO的溫漂dUIO/dT() 幾V/ 0UIO的溫漂dUIO/dT() 幾V/ 0輸入失調(diào)電流 IIO 20nA 0IIO的溫漂dIIO/dT() 幾nA/ 0 使輸出電壓等于零在輸入端加的補(bǔ)償電壓。四、集成運(yùn)放的主要性能指標(biāo) 指標(biāo)參數(shù) F007典型值 理想值最大共模輸入電壓 UIcmax 13V-3dB帶寬 fH 10Hz 轉(zhuǎn)換速率 SR 0.5V/S 能正常放大差模信號(hào)時(shí)容許的最大的共

4、模輸入電壓。最大差模輸入電壓 UIdmax 30V超過(guò)此值輸入級(jí)差分管將損壞。上限截止頻率。對(duì)大信號(hào)的反應(yīng)速度四、集成運(yùn)放的主要性能指標(biāo) 指標(biāo)參數(shù) F007典型值 理想值開環(huán)差模增益 Aod 106dB 差模輸入電阻 rid 2M 共模抑制比 KCMR 90dB 輸入失調(diào)電壓 UIO 1mV 0UIO的溫漂d UIO/dT() 幾V/ 0輸入失調(diào)電流 IIO ( IB1- IB2 ) 20nA 0UIO的溫漂d UIO/dT() 幾nA/ 0 最大共模輸入電壓 UIcmax 13V最大差模輸入電壓 UIdmax 30V-3dB帶寬 fH 10Hz 轉(zhuǎn)換速率 SR(=duO/dtmax) 0.5

5、V/S 五、集成運(yùn)放的種類按工作原理電壓放大型：輸入量與輸出量均為電壓電流放大型：輸入量與輸出量均為電流跨導(dǎo)型：輸入量為電壓，輸出量均為電流互阻型：輸入量為電流，輸出量均為電壓按可控性可控增益：利用外加控制電壓控制增益的大小選通控制：輸入為多通道，利用輸入的邏輯信 號(hào)控制那個(gè)通道的信號(hào)放大五、集成運(yùn)放的種類按性能指標(biāo)高 阻 型：rid，可高于1012。 用于測(cè)量放大器、信號(hào)發(fā)生器。高 速 型： fH和SR高， fH可達(dá)1.7GHz，SR可達(dá) 103V/S。 用于A/D、D/A轉(zhuǎn)換電路、視頻放大器。高精度型：低失調(diào)、低溫漂、低噪聲、高增益， Aod高于105dB。 用于微弱信號(hào)的測(cè)量與運(yùn)算、高精度設(shè)備。低功耗型：工作電源電壓低、靜態(tài)功耗小，在100-200W。 用于空間技術(shù)、軍事科學(xué)和工業(yè)中的遙感遙測(cè)。大功率型、儀表用放大器、隔離放大器、緩沖放大器通常情況下用通用型運(yùn)放，特殊情況下才用專用型運(yùn)放。討論一根據(jù)下列要求，將應(yīng)優(yōu)先考慮使用的集成運(yùn)放填入空內(nèi)。已知現(xiàn)有集成運(yùn)放的類型是： 通用型 高阻型 高速型 低功耗型 高壓型 大功率型 高精度型1. 作低頻放大器，應(yīng)選用 。2. 作寬頻帶放大器，應(yīng)選用 。3. 作幅值為1V以下微弱信號(hào)的量測(cè)放大器，應(yīng)選用