第4章 集成運算放大電路

第四章集成運算放大電路

4.1集成運算放大電路概述

4.2集成運放的性能指標(biāo)及等效電路4.3集成運放的種類4.1.1集成電路及其分類1、小規(guī)模集成電路（0~100個元件）中規(guī)模集成電路（100~1000個元件）大規(guī)模集成電路（1000個元件以上）超大規(guī)模集成電路（十萬個元件以上）

4.1集成運算放大器概述2、模擬集成電路數(shù)字集成電路3、集成運算放大器集成功放集成高頻放大器集成中頻放大器集成比較器集成電路:

將整個電路的各個元件做在同一個半導(dǎo)體基片上。集成電路的優(yōu)點：工作穩(wěn)定、使用方便、體積小、重量輕、功耗小。集成電路的分類：4.1.2運算放大器及其特點1、運算放大器是一個高增益的直接耦合放大器.2、運算放大器第一級總是采用差分放大器，末級采用射極輸出器，因此，它至少有兩個輸入端、一個輸出端。同相輸入端：uo與ui的位相相同。反相輸入端：uo與ui的位相相反。Aod：開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)。ui反相輸入端同相輸入端－＋＋uNuPuoAo國際符號國內(nèi)符號AoduNuPuo=Aod(uP-uN)=AodUi

3.集成運放的電壓傳輸特性uO=f(uP-uN)

由于Aod高達(dá)幾十萬倍，所以集成運放工作在線性區(qū)時的最大輸入電壓(uP－uN)的數(shù)值僅為幾十～一百多微伏。在線性區(qū)：uO＝Aod(uP－uN)

Aod是開環(huán)差模放大倍數(shù)。非線性區(qū)

(uP－uN)的數(shù)值大于一定值時，集成運放的輸出不是＋UOM,就是－UOM，即集成運放工作在非線性區(qū)。4、集成運算放大器的特點（1）同一芯片上的元件是同一工藝制造出來的，故具有同相偏差。元件參數(shù)偏差方向一致，溫度均一性好。（2）盡量采用三極管代替電阻、電容和二極管等元件。盡量多用NPN型管，少用PNP管。5、集成運算放大器的方框圖輸入級中間級輸出級偏置電路uNuP集成運放電路四個組成部分的作用輸入級：前置級，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：主放大級，多采用共射放大電路。要求有足夠的放大能力。輸出級：功率級，多采用準(zhǔn)互補(bǔ)輸出級。要求Ro小，最大不失真輸出電壓盡可能大。偏置電路：為各級放大電路設(shè)置合適的靜態(tài)工作點。采用電流源電路。一、開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aod無外加反饋回路的差模放大倍數(shù)。一般在105107之間。理想運放的Aod為。二、共模抑制比KCMR常用分貝作單位，一般100dB以上。三、差模輸入電阻RidRid>1M,有的可達(dá)100M以上。四、輸出電阻RoRo

=幾-幾十。4.2.1性能指標(biāo)4.2集成運放的性能指標(biāo)及等效電路五、最大共模輸入電壓UIcmax六、最大差模輸入電壓UIdmax七、-3dB帶寬fH運放是直流放大器，也可放大低頻信號，不適用于高頻信號。還有其他一些反映運放對稱性、零漂等的參數(shù)。不再一一介紹。八、理想運算放大器的特性（1）差模輸入阻抗Rid=∞（2）輸出阻抗Ro=0（3）開環(huán)電壓放大倍數(shù)Aod=∞（4）通頻帶寬BW=∞（5）共模抑制比KCMR=∞（6）特性不隨溫度變化4.2.2集成運放的低頻等效電路4.3集成運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控制那個通道的信號放大按性能指標(biāo)高阻型：rid，可高于1012Ω。用于測量放大器、信號發(fā)生器。高速型：

fH和SR高，fH可達(dá)1.7GHz，SR可達(dá)103V/μS。

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。用于微弱信號的測量與運算、高精度設(shè)備。低功耗型：工作電源電壓低、靜態(tài)功耗小，在100～200μW。用于空間技術(shù)、軍事科學(xué)和工業(yè)中的遙感遙測。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放，特殊情況下才用專用型運放。討論一根據(jù)下列要求，將應(yīng)優(yōu)先考慮使用的集成運放填入空內(nèi)。已知現(xiàn)有集成運放的類型是：①通用型②高阻型③高速型④低功耗型⑤高壓型⑥大功率型⑦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1μV以下微弱信號的量測放大器，應(yīng)選用

。4.作內(nèi)阻為10MΩ信號