第16章 集成運(yùn)算放大器

1、實(shí)用的實(shí)用的OCL準(zhǔn)互補(bǔ)功放電路準(zhǔn)互補(bǔ)功放電路差動(dòng)放大級差動(dòng)放大級反饋級反饋級偏置電路偏置電路共射放大級共射放大級U UBEBE倍增倍增電路電路恒流源恒流源負(fù)載負(fù)載準(zhǔn)互補(bǔ)功放級準(zhǔn)互補(bǔ)功放級保險(xiǎn)管保險(xiǎn)管負(fù)載負(fù)載+24vuiRLT7T8RC8-24vR2R3T6Rc1T1T2Rb1Rb2C1RfR1D1D2T3Re3T4Re4C2T5Re 5C3C4T9T10Re10Re7Re 9C5R4BX圖示電路是什么電路？圖示電路是什么電路？T T4 4和和T T5 5是如何連接的，起什么作是如何連接的，起什么作用？在靜態(tài)時(shí)，用？在靜態(tài)時(shí)，V VA A0,0,這時(shí)這時(shí)T T3 3的集電極電位的集電極電位V

2、VC3C3應(yīng)調(diào)到多應(yīng)調(diào)到多少？設(shè)各管的發(fā)射結(jié)電壓為少？設(shè)各管的發(fā)射結(jié)電壓為0.6V0.6V。+0.6V-0.6V0V電路為電路為OCLOCL功率放大電路，功率放大電路，T T4 4和和T T5 5為二極管式連接。為二極管式連接。為保證為保證V VA A0 0，即，即I IC1C1=I=IC2C2，也，也即即I IB1B1=I=IB2B2，則，則V VB1B1=-V=-VB2B2, ,即即V VC3C3=-0.6V=-0.6V，（剛好保證，（剛好保證T T4 4、T T5 5兩只二極管導(dǎo)通）兩只二極管導(dǎo)通）16.1.1 輸入級輸入級 中間級中間級 輸出級輸出級 偏置電路偏置電路 通常由差動(dòng)放通常

3、由差動(dòng)放大電路構(gòu)成，大電路構(gòu)成，目的是為了減目的是為了減小放大電路的小放大電路的零點(diǎn)漂移、提零點(diǎn)漂移、提高輸入阻抗。高輸入阻抗。通常由共發(fā)射極放大電路構(gòu)成，目的是通常由共發(fā)射極放大電路構(gòu)成，目的是為了獲得較高的電壓放大倍數(shù)。為了獲得較高的電壓放大倍數(shù)。通常由互補(bǔ)對通常由互補(bǔ)對稱電路構(gòu)成，稱電路構(gòu)成，目的是為了減目的是為了減小輸出電阻，小輸出電阻，提高電路的帶提高電路的帶負(fù)載能力。負(fù)載能力。一般由各種恒流源電路構(gòu)成，作一般由各種恒流源電路構(gòu)成，作用是為上述各級電路提供穩(wěn)定、用是為上述各級電路提供穩(wěn)定、合適的偏置電流，決定各級的靜合適的偏置電流，決定各級的靜態(tài)工作點(diǎn)。態(tài)工作點(diǎn)。 A + + 同同相

4、相輸輸入入端端 反反相相輸輸入入端端 uo u u+ 16.1.2 1 1、集成運(yùn)放的主要參數(shù)集成運(yùn)放的主要參數(shù) A + + 同同相相輸輸入入端端 反反相相輸輸入入端端 uo u u+ 16.1.3 （4）差模輸入電阻）差模輸入電阻rid。指差模信號作用下集成運(yùn)放的輸入電。指差模信號作用下集成運(yùn)放的輸入電阻。阻。（5）輸入失調(diào)電壓）輸入失調(diào)電壓Uio。指為使輸出電壓為零，在輸入級所加。指為使輸出電壓為零，在輸入級所加的補(bǔ)償電壓值。它反映差動(dòng)放大部分參數(shù)的不對稱程度，顯的補(bǔ)償電壓值。它反映差動(dòng)放大部分參數(shù)的不對稱程度，顯然越小越好，一般為毫伏級。然越小越好，一般為毫伏級。（6）失調(diào)電壓溫度系數(shù)）

5、失調(diào)電壓溫度系數(shù)UioT。是指溫度變化。是指溫度變化T時(shí)所產(chǎn)時(shí)所產(chǎn)生的失調(diào)電壓變化生的失調(diào)電壓變化Uio的大小，它直接影響集成運(yùn)放的精確的大小，它直接影響集成運(yùn)放的精確度，一般為幾十度，一般為幾十V。（7）轉(zhuǎn)換速率）轉(zhuǎn)換速率SR。衡量集成運(yùn)放對高速變化信號的適應(yīng)能力。衡量集成運(yùn)放對高速變化信號的適應(yīng)能力，一般為幾，一般為幾Vs，若輸入信號變化速率大于此值，輸出波形，若輸入信號變化速率大于此值，輸出波形會(huì)嚴(yán)重失真。會(huì)嚴(yán)重失真。 1 1、集成運(yùn)放的主要參數(shù)集成運(yùn)放的主要參數(shù)2 2、集成運(yùn)放的種類集成運(yùn)放的種類（1 1）通通用用型型。性性能能指指標(biāo)標(biāo)適適合合一一般般性性使使用用，其其特特點(diǎn)點(diǎn)是是電電

6、源源電電壓壓適適應(yīng)應(yīng)范范圍圍廣廣，允允許許有有較較大大的的輸輸入入電電壓壓等等，如如 C CF F7 74 41 1等等。 （2 2）低低功功耗耗型型。靜靜態(tài)態(tài)功功耗耗2 2m mW W，如如 X XF F2 25 53 3 等等。 （3 3）高高精精度度型型。失失調(diào)調(diào)電電壓壓溫溫度度系系數(shù)數(shù)在在 1 1V V左左右右，能能保保證證組組成成的的電電路路對對微微弱弱信信號號檢檢測測的的準(zhǔn)準(zhǔn)確確性性，如如 C CF F7 75 5、C CF F7 76 65 50 0 等等。 （4 4）高高阻阻型型。輸輸入入電電阻阻可可達(dá)達(dá) 1 10 01 12 2，如如 F F5 55 5 系系列列等等。 還還

7、有有寬寬帶帶型型、高高壓壓型型等等等等。使使用用時(shí)時(shí)須須查查閱閱集集成成運(yùn)運(yùn)放放手手冊冊，詳詳細(xì)細(xì)了了解解它它們們的的各各種種參參數(shù)數(shù)，作作為為使使用用和和選選擇擇的的依依據(jù)據(jù)。 F007F007集成運(yùn)算放大器的外形、管腳和符號圖集成運(yùn)算放大器的外形、管腳和符號圖16.1.4 uo u u+ + + 實(shí)際特性實(shí)際特性 理想運(yùn)放符號理想運(yùn)放符號 運(yùn)放電壓傳輸特性運(yùn)放電壓傳輸特性 理想特性理想特性 uo u+u UOM UOM 0 當(dāng)當(dāng)i0，即，即時(shí)，時(shí)，oOM當(dāng)當(dāng)i0，即，即 U UR R時(shí)，穩(wěn)壓管正向?qū)?，時(shí)，穩(wěn)壓管正向?qū)ǎ?u uo o=0=0；u ui i U UR R時(shí)，穩(wěn)壓管正向?qū)?/p>

8、，時(shí)，穩(wěn)壓管正向?qū)ǎ?u uo o= =U UZ Z；u ui i U UR R時(shí)，穩(wěn)壓管反向擊穿，時(shí)，穩(wěn)壓管反向擊穿， u uo o= =U UZ Z時(shí)。時(shí)。電壓比較器廣泛應(yīng)用在模電壓比較器廣泛應(yīng)用在模- -數(shù)接口、電平檢測及波形變數(shù)接口、電平檢測及波形變換等領(lǐng)域。如圖所示為用過換等領(lǐng)域。如圖所示為用過零比較器把正弦波變換為矩零比較器把正弦波變換為矩形波的例子。形波的例子。0uiui0uiuoUOMUOM16.5.1 通常是根據(jù)實(shí)際要求來選用運(yùn)算放大器。通常是根據(jù)實(shí)際要求來選用運(yùn)算放大器。如測量放大器的輸人信號微弱它的第一級應(yīng)選如測量放大器的輸人信號微弱它的第一級應(yīng)選用高輸入電阻、高共模抑

9、制比、高開環(huán)電壓放用高輸入電阻、高共模抑制比、高開環(huán)電壓放大倍數(shù)、低失調(diào)電壓及低溫度漂移的運(yùn)算放大大倍數(shù)、低失調(diào)電壓及低溫度漂移的運(yùn)算放大器。選好后，根據(jù)管腳圖和符號圖聯(lián)接外部電器。選好后，根據(jù)管腳圖和符號圖聯(lián)接外部電路，包括電源、外接偏置電阻、消振電路及調(diào)路，包括電源、外接偏置電阻、消振電路及調(diào)零電路等。零電路等。16.5.2 通常是外接通常是外接RCRC消振電路或消振電容，用它來消振電路或消振電容，用它來破壞產(chǎn)生自激振蕩的條件。是否已消振，可將輸破壞產(chǎn)生自激振蕩的條件。是否已消振，可將輸入端接地，用示波器觀察輸出端有無自激振蕩。入端接地，用示波器觀察輸出端有無自激振蕩。目前由于集成工藝水平

10、的提高，運(yùn)算放大器內(nèi)部目前由于集成工藝水平的提高，運(yùn)算放大器內(nèi)部已有消振元件，毋須外部消振。已有消振元件，毋須外部消振。16.5.3 調(diào)零時(shí)應(yīng)將電路接成閉環(huán)。調(diào)零分兩種，一種是調(diào)零時(shí)應(yīng)將電路接成閉環(huán)。調(diào)零分兩種，一種是在無輸入時(shí)調(diào)零，即將兩個(gè)輸入端接地，調(diào)節(jié)調(diào)在無輸入時(shí)調(diào)零，即將兩個(gè)輸入端接地，調(diào)節(jié)調(diào)零電位器，使輸出電壓為零。另一種是在有輸入零電位器，使輸出電壓為零。另一種是在有輸入時(shí)調(diào)零，即按已知輸入信號電壓計(jì)算輸出電壓，時(shí)調(diào)零，即按已知輸入信號電壓計(jì)算輸出電壓，而后將實(shí)際值調(diào)整到計(jì)算值。而后將實(shí)際值調(diào)整到計(jì)算值。16.5.4 R2 +uouiRfR1 當(dāng)輸入端電壓太大時(shí)會(huì)損壞輸入級的晶體管，當(dāng)輸入端電壓太大時(shí)會(huì)損壞輸入級的晶體管，接入反向并聯(lián)的二極管后，將輸入電壓限制在二極接入反向并聯(lián)的二極管后，將輸入電壓限制在二極管的正向壓降以下。管的正向壓降以下。uiR2 +R1uoRRf 為防止輸出電壓過大，用穩(wěn)壓二極為防止輸出電壓過大，用穩(wěn)壓二極管來限制輸出電壓：管來限制輸出電壓：U U0 0=0.6+U=0.6+UZ Z +為防止電源極性接錯(cuò)，用二極管來進(jìn)行保護(hù)為防止電源極性