模擬電子電路第四章,集成運算放大器工作原理

三、集成運放電路分析

1.讀圖方法（1）了解用途：了解要分析的電路的應(yīng)用場合、用途和技術(shù)指標(biāo)。（2）化整為零：將整個電路圖分為各自具有一定功能的基本電路。（3）分析功能：定性分析每一部分電路的基本功能和性能。（4）統(tǒng)觀整體：電路相互連接關(guān)系以及連接后電路實現(xiàn)的功能和性能。（5）定量計算：必要時可估算或利用計算機計算電路的主要參數(shù)。已知電路圖，分析其原理和功能、性能。2.舉例：型號為F007的通用型集成運放對于集成運放電路，應(yīng)首先找出偏置電路，然后根據(jù)信號流通順序，將其分為偏置電路、輸入級、中間級和輸出級電路。

若在集成運放電路中能夠估算出某一支路的電流，則這個電流往往是偏置電路中的基準(zhǔn)電流。分析提供的三組偏置電流找出偏置電路雙端輸入、單端輸出差分放大電路以復(fù)合管為放大管、恒流源作負(fù)載的共射放大電路用UBE倍增電路消除交越失真的準(zhǔn)互補輸出級三級放大電路簡化電路

分解電路輸入級的分析

T3、T4為橫向PNP型管，輸入端耐壓高。共集形式，輸入電阻大，允許的共模輸入電壓幅值大。共基形式頻帶寬。共集-共基形式T1和T2從基極輸入、射極輸出T3和T4從射極輸入、集電極輸出T５T６T７為有源負(fù)載輸入級的分析

T5、T6分別是T3、T4的有源負(fù)載，+___特點：輸入電阻大、差模放大倍數(shù)大、共模放大倍數(shù)小、輸入端耐壓高，

T5、T6分別是T3、T4的有源負(fù)載，中間級的分析中間級是主放大器，它所采取的一切措施都是為了增大放大倍數(shù)。

F007的中間級是以復(fù)合管為放大管、采用有源負(fù)載的共射放大電路。由于等效的集電極電阻趨于無窮大，故動態(tài)電流幾乎全部流入輸出級。中間級輸出級輸出級的分析D1和D2起過流保護(hù)作用，未過流時，兩只二極管均截止。準(zhǔn)互補輸出級，UBE倍增電路消除交越失真。中間級輸出級特點：輸出電阻小最大不失真輸出電壓高判斷同相輸入端和反相輸入端(從電壓角度）集成餅運放舞的符畢號和氏電壓母傳輸揪特性uO=f(uP-uN)由于Aod高達(dá)失幾十扔萬倍澇，所貌以集闖成運公放工換作在獄線性宿區(qū)時坑的最嶺大輸姐入電奪壓(uP－uN)的嶼數(shù)值疫僅為爆幾十筆～一箱百多箱微伏簡。在線彼性區(qū)揮：uO＝Aod(uP－uN)Aod是開案環(huán)差充模放農(nóng)大倍宋數(shù)。非線性區(qū)(uP－uN)的糠數(shù)值潛大于航一定香值時食，集成灰運放吉的輸貓出不劇是＋UOM,就是便－UOM，即意集成繞運放應(yīng)工作活在非寒線性熔區(qū)。運算腐放大合器的秋技術(shù)貿(mào)指標(biāo)西很多仍，其喝中一緣瑞部分俯與差羽分放栽大器孫和功退率放浴大器找相同聾，另稀一部央分則捆是根傍據(jù)運預(yù)算放傘大器疲本身發(fā)的特眼點而卡設(shè)立默的。習(xí)各種訂主要幻玉參數(shù)燦均比睜較適接中的幕是通用爸型運莊算放災(zāi)大器，對輩某些謀項技屆術(shù)指摘標(biāo)有想特殊尖要求園的是決各種特種婆運算設(shè)放大濾器?！?靠.3集成穴運算遇放大樣器的靠主要遠(yuǎn)參數(shù)靜態(tài)訓(xùn)技術(shù)慨指標(biāo)動態(tài)蠢技術(shù)圖指標(biāo)靜態(tài)襪技術(shù)芹指標(biāo)輸入石偏置阻電流IB運放理兩個才輸入曠端偏撫置電向流的負(fù)平均券值，鍋用于文衡量祖差分榮放大叔對管游輸入施電流描的大兔小。輸入戒失調(diào)甘電壓Vio輸入績電壓哨為零改時，期將輸苦出電偵壓除液以電大壓增斧益，燒即為玻折算碧到輸介入端奪的失栗調(diào)電崇壓。撞是表然征運郵放內(nèi)而部電伏路對剃稱性按的指可標(biāo)。輸入杜失調(diào)象電流Iio在零糾輸入佩時，六差分羊輸入康級的宿差分門對管展靜態(tài)活基極毫電流辟之差收，用蝴于表引征差土分級濕輸入遲電流韻不對悄稱的賺程度膨。靜態(tài)椅技術(shù)賠指標(biāo)輸入闖失調(diào)壩電壓故溫漂dVio/dT在規(guī)賴定工恥作溫卡度范訓(xùn)圍內(nèi)敏，輸忘入失趙調(diào)電郊壓隨暑溫度峰的變類化量沖與溫引度變驚化量烈之比紅值。輸入過失調(diào)燦電流樹溫漂dIio/dT在規(guī)貝定工叼作溫殿度范曉圍內(nèi)胃，輸膊入失泛調(diào)電香流隨殊溫度襪的變河化量艘與溫攏度變藏化量賺之比貴值。最大練差模爪輸入切電壓Vid擊ma詠x運放蹈兩輸杠入端喉能承如受的問最大股差模集輸入科電壓槽，超糧過此燭電壓窯時,差分葡管將星出現(xiàn)橋反向行擊穿誤現(xiàn)象儲。最大絞共模慢輸入安電壓Vic灰ma偉x保證晚運放蹄正常駱工作蝦條件崖下，扮共?；钶斎霃R電壓艙的允害許范傻圍。克共?？潆妷厚g超過依此值洗時，港輸入笑差分吹對管深出現(xiàn)型飽和雞，放驗大器樣失去更共模春抑制嗚能力臺。動態(tài)設(shè)技術(shù)戴指標(biāo)開環(huán)充差模愧電壓陸放大男倍數(shù)Avd運放嘴在無售外加慣反饋討條件管下，辟輸出咽電壓鄙的變恒化量瘡與輸掙入電投壓的那變化月量之晨比。差模腸輸入麻電阻rid輸入理差模痛信號妹時，蓋運放態(tài)的輸滿入電暗阻。共模帽抑制生比CM肉RR與差海分放郵大電猾路中尿的定吉義相任同，劣是差即模電惡壓增淺益Avd與共抽模電性壓增衰益Avc之比督。－3d袋B帶寬fH運算托放大供器的聞開環(huán)野差模安電壓口放大殿倍數(shù)克在高土頻段嗽下降3d泳B所定侵義的藥帶寬fH。動態(tài)若技術(shù)既指標(biāo)單位殖增益商帶寬fc開環(huán)Avd下降膀到1時所聾對應(yīng)蹦的頻羅率，裝定義啞為單樣位增稼益帶萄寬fc。轉(zhuǎn)換碧速率SR(壓擺梁率)反映缺運放閱對于開快速饑變化烘的輸赴入信進(jìn)號的喝響應(yīng)唐能力滋。轉(zhuǎn)趣換速悼率SR的表驅(qū)達(dá)式斗為：等效搜輸入窯噪聲中電壓Vn輸入黎端短轎路時棒，輸黑出端腸的噪下聲電怎壓折鉤算到需輸入瞎端的秤數(shù)值鍛。這隸一數(shù)哄值往憤往與印一定反的頻鏈帶相應(yīng)對應(yīng)州。理想申運算顯放大拜器的發(fā)條件Avd=，實際寸上Avd≥8何0d香B即可美。Rid=，實際渡上Rid比輸渴入端鉗外電悉路的津電阻念大2－3個量悄級即交可。Ro=0，實際題上Ro比輸衛(wèi)入端核外電所路的列電阻催小1－2個量哭級即襪可。帶寬重足夠孔寬。共模迅抑制襪比足窄夠大雁。F0者07集成蓋運放糊的主礦要性暢能指泳標(biāo)指標(biāo)以參數(shù)F0拒07典型刮值繼理包想值開環(huán)遼差模虜增益Aod10巴6d算B終∞差模趙輸入跑電阻rid2M叨Ω∞共模絨抑制嫌比KCM際R90球dB∞輸入愈失調(diào)燦電壓UIO1m網(wǎng)V0UIO的溫強漂dUIO/dT(℃)欄幾叼μV伸/℃0輸入幫失調(diào)昆電流IIO(│IB1-IB2│)攻20客nA箭0IIO的溫出漂dIIO/dT(℃)遞幾烘nA障/℃0最大志共模禁輸入沙電壓UIc姓ma她x±1萬3V最大短差模遭輸入觸電壓UId偽ma元x±3棕0V-3雞dB宮帶寬fH10屠Hz∞轉(zhuǎn)換健速率SR(=伐duO/dt│ma辯x)收0利.5集V/忌μS∞五、餓集成役運放漲的種串類按工作箏原理電壓皂放大腎型：竄輸入六量與桿輸出普量均敘為電屈壓電流跌放大殖型：翅輸入怎量與故輸出雄量均攤為電里流跨導(dǎo)芬型：駝輸入秤量為猶電壓逼，輸蜓出量腔均為京電流互阻延型：燒輸入定量為林電流掏，輸襖出量蠶均為勇電壓按可控近性可控咐增益撒：利仿用外強加控緊制電丈壓控姥制增突益的丘大小選通喊控制秒：輸束入為霜多通右道，些利用命輸入愚的邏哪輯信號控撒制那頭個通朋道的好信號荷放大五、愁集成費運放少的種僅類按性能膝指標(biāo)通用犧型：高賤阻姿型：高哥速捷型：高精帝度型唱：低功袖耗型胸：大功耕率型通常寇情況殖下用睜通用習(xí)型運界放，拿特殊窗情況亭下才屆用專尊用型藍(lán)運放清。通雄用寸型通用筐型運凈算放樓大器劈燕的技索術(shù)指激標(biāo)比晝較適唐中，濫價格角低廉稼。通絹用型臂運放狹也經(jīng)芳過了晚幾代賴的演現(xiàn)變，講早期便的通晴用Ⅰ型運僵放已敞很少惕使用郵了。怪以典羅型的慢通用宋型運羅放CF滿74捐1鋸(A7輕41鞭)為例吳，輸忠入失條調(diào)電賠壓1～2mV、輸入濤失調(diào)喚電流20nA、差模耳輸入鄭電阻2M，開環(huán)幫增益10姿0dB、共模集抑制社比90dB、輸出遮電阻75、共棚模輸疊入電易壓范餅圍13V、轉(zhuǎn)換舌速率0.義5V/s。高速勻型和皆寬帶納型

用于寬頻帶放大器，高速A/D、D/A，高速數(shù)據(jù)采集測試系統(tǒng)。這種運放的單位增益帶寬（BWG)的指標(biāo)均較高，用于小信號放大時，可注重fH，用于高速大信號放大時，同時還應(yīng)注重SR。例如：CF2520/2525AD9620AD9618

OP37

CF357

高精淹度(低漂幅移型樣）用于撿精密灘儀表第放大悉器，進(jìn)精密俯測試貓系統(tǒng)顛，精售密傳俯感器放信號惠變送究器等用。筐例如茶：OP雁17喉7CF慎71販4高輸我入阻濫抗型用于療測量任設(shè)備千及采妨樣保荷持電絕路中忠。例如泛：AD陶54畫9CF勸15豆5/趟25隸5/浮35蠶5低功能耗型用于誘空間等技術(shù)錄和生霸物科蹦學(xué)研國究中攝，工恐作于座較低