34143 34142电工电子技术(上 下册)韩华(电子课件)第14章节集成运算放大器及应用
38页1、第14章 集成运算放大器及应用,佳木斯大学 电工教研室制,第14章 集成运算放大器及应用,14.1 集成运算放大器概述 14.1.1集成运算放大器的结构特点 14.1.2 理想运算放大器 14.2 集成运算放大器的应用 14.2.1信号运算电路 14.2.2信号处理电路 14.3 集成运算放大器的选择和使用 14.3.1集成运放的选择 14.3.2消除自激振荡振 14.3.3调零电路调试 14.3.4运算放大器的保护,第14章 集成运算放大器及应用 14.1 集成运算放大器及概述,佳木斯大学 电工教研室制,14.1 集成运算放大器概述,集成电路是采用特殊制造工艺,在半导体基片上将晶体管、场效应晶体管、二极管、电阻、电容等微型化,制成具有一定功能的电路,并封装引出管脚的一类集成电子器件,它具有体积小、功能强、功耗低、可靠性高、外部连线及焊点少等优点。按集成度分集成电路可分为小规模(SSI)、中规模(MSI)、大规模(LSI)和超大规模(VLSI)4种;按内部元件构成分集成电路可分为双极型和单极型两种;按集成电路功能可分为模拟和数字两种。集成运算放大器属于一类小规模集成电路,用于模拟信号的
2、运算放大等方面,简称集成运放。,第14章 集成运算放大器及应用 14.1 集成运算放大器及概述,佳木斯大学 电工教研室制,14.1.1集成运算放大器的结构特点,1. 集成运放的特点 (1)芯片内部多级放大采用直接耦合方式。 (2)采用差分放大电路作输入级,电路具备良好的抑制零点漂移性能。 (3)电阻采用恒流源电路代替,直流高值电阻、电容和电感,采用外接方式。 (4)晶体管的电极适当组配,作为二极管使用。,2. 集成运放的组成与说明,以F007集成运算放大器为例,其电路可划为输入级、中间级、输出级和偏置电路4个组成部分,其电路组成原理图如图所示,各部分简要说明如下:,第14章 集成运算放大器及应用 14.1 集成运算放大器及概述,佳木斯大学 电工教研室制,第14章 集成运算放大器及应用 14.1 集成运算放大器及概述,佳木斯大学 电工教研室制,(1)输入级又称前置级,由双端输入的高性能差分放大电路构成,特点是输入电阻高,差模放大倍数高,共模抑制比大,静态电流小。 (2)中间级是多级直接耦合放大电路,其作用是使集成运放具有很高的电压放大倍数,多采用共发射极(或共源极)放大电路。 (3)集成
3、运放的输出级采用互补对称功率放大电路或射极输出器。 (4)偏置电路用于设置集成运放的各级放大电路静态工作点,一般由各种恒流源电路组成。,集成运放电路的一般组成框图如图所示,输入级有两个差分电压输入端;输出级有一个电压输出端,框图只体现输入级、中间级、偏置电路、输出级的关系,图中标出的 、 、 均是与“地”为公共端的电压。,第14章 集成运算放大器及应用 14.1 集成运算放大器及概述,佳木斯大学 电工教研室制,3. 集成运放的主要参数,(1)输入特性参数,输入失调电压 :当集成运放输入为零、输出不为零时,输出端输出的电压,通常将其折算到电路的输入端,这个补偿电压就称为输入失调电压。,输入偏置电流 :输出电压为零时,差分放大电路两个输入端偏置电流的平均值。,最大共模输入电压 :保证运算放大器对共模信号具有抑制作用的最大共模输入电压。,(2)增益特性参数,开环差模电压增益 :指集成运放无外加反馈情况下的差模电压放大倍数 。,第14章 集成运算放大器及应用 14.1 集成运算放大器及概述,佳木斯大学 电工教研室制,共模抑制比 :它为开环差模电压增益 和开环共模电压增益 之比。,共模抑制比主要
4、用于衡量集成运放抑制共模信号的能力。共模抑制比愈大,表明抑制温漂的能力愈强。,(3)输出特性参数,输出电阻 :指集成运放输出端对地的动态电阻。它是反映集成运放带负载能力的重要指标。 愈小,表明集成运放带负载能力愈强。,最大输出电压 :指在一定负载条件下,集成运放的最大输出电压,其值与电源电压值有关。,第14章 集成运算放大器及应用 14.1 集成运算放大器及概述,佳木斯大学 电工教研室制,14.1.2 理想运算放大器,分析电路可以将集成运放的性能指标理想化,称为理想运放。,1. 理想运放的性能指标,开环差模增益(放大倍数),差模输入电阻,输出电阻,共模抑制比,2. 理想运放符号及分析依据,(1)集成运放符号,如图所示,图形符号只画两个差分输入和一个输出端, 表示理想化。,第14章 集成运算放大器及应用 14.1 集成运算放大器及概述,佳木斯大学 电工教研室制,(2)集成运放及分析依据,集成运放是高开环放大倍数的多级放大电路,当集成运放工作在线性区时,输出电压应与输入差模电压成线性关系。,由于 为有限值,对于理想运放,因此 ,即 ,称输入端为“虚短路”。又因为理想运放 ,所以输入端的输入
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