第16章 集成运算放大器

1、实用的实用的OCL准互补功放电路准互补功放电路差动放大级差动放大级反馈级反馈级偏置电路偏置电路共射放大级共射放大级U UBEBE倍增倍增电路电路恒流源恒流源负载负载准互补功放级准互补功放级保险管保险管负载负载+24vuiRLT7T8RC8-24vR2R3T6Rc1T1T2Rb1Rb2C1RfR1D1D2T3Re3T4Re4C2T5Re 5C3C4T9T10Re10Re7Re 9C5R4BX图示电路是什么电路？图示电路是什么电路？T T4 4和和T T5 5是如何连接的，起什么作是如何连接的，起什么作用？在静态时，用？在静态时，V VA A0,0,这时这时T T3 3的集电极电位的集电极电位V

2、VC3C3应调到多应调到多少？设各管的发射结电压为少？设各管的发射结电压为0.6V0.6V。+0.6V-0.6V0V电路为电路为OCLOCL功率放大电路，功率放大电路，T T4 4和和T T5 5为二极管式连接。为二极管式连接。为保证为保证V VA A0 0，即，即I IC1C1=I=IC2C2，也，也即即I IB1B1=I=IB2B2，则，则V VB1B1=-V=-VB2B2, ,即即V VC3C3=-0.6V=-0.6V，（刚好保证，（刚好保证T T4 4、T T5 5两只二极管导通）两只二极管导通）16.1.1 输入级输入级 中间级中间级 输出级输出级 偏置电路偏置电路 通常由差动放通常

3、由差动放大电路构成，大电路构成，目的是为了减目的是为了减小放大电路的小放大电路的零点漂移、提零点漂移、提高输入阻抗。高输入阻抗。通常由共发射极放大电路构成，目的是通常由共发射极放大电路构成，目的是为了获得较高的电压放大倍数。为了获得较高的电压放大倍数。通常由互补对通常由互补对称电路构成，称电路构成，目的是为了减目的是为了减小输出电阻，小输出电阻，提高电路的带提高电路的带负载能力。负载能力。一般由各种恒流源电路构成，作一般由各种恒流源电路构成，作用是为上述各级电路提供稳定、用是为上述各级电路提供稳定、合适的偏置电流，决定各级的静合适的偏置电流，决定各级的静态工作点。态工作点。 A + + 同同相

4、相输输入入端端 反反相相输输入入端端 uo u u+ 16.1.2 1 1、集成运放的主要参数集成运放的主要参数 A + + 同同相相输输入入端端 反反相相输输入入端端 uo u u+ 16.1.3 （4）差模输入电阻）差模输入电阻rid。指差模信号作用下集成运放的输入电。指差模信号作用下集成运放的输入电阻。阻。（5）输入失调电压）输入失调电压Uio。指为使输出电压为零，在输入级所加。指为使输出电压为零，在输入级所加的补偿电压值。它反映差动放大部分参数的不对称程度，显的补偿电压值。它反映差动放大部分参数的不对称程度，显然越小越好，一般为毫伏级。然越小越好，一般为毫伏级。（6）失调电压温度系数）

5、失调电压温度系数UioT。是指温度变化。是指温度变化T时所产时所产生的失调电压变化生的失调电压变化Uio的大小，它直接影响集成运放的精确的大小，它直接影响集成运放的精确度，一般为几十度，一般为几十V。（7）转换速率）转换速率SR。衡量集成运放对高速变化信号的适应能力。衡量集成运放对高速变化信号的适应能力，一般为几，一般为几Vs，若输入信号变化速率大于此值，输出波形，若输入信号变化速率大于此值，输出波形会严重失真。会严重失真。 1 1、集成运放的主要参数集成运放的主要参数2 2、集成运放的种类集成运放的种类（1 1）通通用用型型。性性能能指指标标适适合合一一般般性性使使用用，其其特特点点是是电电

6、源源电电压压适适应应范范围围广广，允允许许有有较较大大的的输输入入电电压压等等，如如 C CF F7 74 41 1等等。 （2 2）低低功功耗耗型型。静静态态功功耗耗2 2m mW W，如如 X XF F2 25 53 3 等等。 （3 3）高高精精度度型型。失失调调电电压压温温度度系系数数在在 1 1V V左左右右，能能保保证证组组成成的的电电路路对对微微弱弱信信号号检检测测的的准准确确性性，如如 C CF F7 75 5、C CF F7 76 65 50 0 等等。 （4 4）高高阻阻型型。输输入入电电阻阻可可达达 1 10 01 12 2，如如 F F5 55 5 系系列列等等。 还还

7、有有宽宽带带型型、高高压压型型等等等等。使使用用时时须须查查阅阅集集成成运运放放手手册册，详详细细了了解解它它们们的的各各种种参参数数，作作为为使使用用和和选选择择的的依依据据。 F007F007集成运算放大器的外形、管脚和符号图集成运算放大器的外形、管脚和符号图16.1.4 uo u u+ + + 实际特性实际特性 理想运放符号理想运放符号 运放电压传输特性运放电压传输特性 理想特性理想特性 uo u+u UOM UOM 0 当当i0，即，即时，时，oOM当当i0，即，即 U UR R时，稳压管正向导通，时，稳压管正向导通， u uo o=0=0；u ui i U UR R时，稳压管正向导通

8、，时，稳压管正向导通， u uo o= =U UZ Z；u ui i U UR R时，稳压管反向击穿，时，稳压管反向击穿， u uo o= =U UZ Z时。时。电压比较器广泛应用在模电压比较器广泛应用在模- -数接口、电平检测及波形变数接口、电平检测及波形变换等领域。如图所示为用过换等领域。如图所示为用过零比较器把正弦波变换为矩零比较器把正弦波变换为矩形波的例子。形波的例子。0uiui0uiuoUOMUOM16.5.1 通常是根据实际要求来选用运算放大器。通常是根据实际要求来选用运算放大器。如测量放大器的输人信号微弱它的第一级应选如测量放大器的输人信号微弱它的第一级应选用高输入电阻、高共模抑

9、制比、高开环电压放用高输入电阻、高共模抑制比、高开环电压放大倍数、低失调电压及低温度漂移的运算放大大倍数、低失调电压及低温度漂移的运算放大器。选好后，根据管脚图和符号图联接外部电器。选好后，根据管脚图和符号图联接外部电路，包括电源、外接偏置电阻、消振电路及调路，包括电源、外接偏置电阻、消振电路及调零电路等。零电路等。16.5.2 通常是外接通常是外接RCRC消振电路或消振电容，用它来消振电路或消振电容，用它来破坏产生自激振荡的条件。是否已消振，可将输破坏产生自激振荡的条件。是否已消振，可将输入端接地，用示波器观察输出端有无自激振荡。入端接地，用示波器观察输出端有无自激振荡。目前由于集成工艺水平

10、的提高，运算放大器内部目前由于集成工艺水平的提高，运算放大器内部已有消振元件，毋须外部消振。已有消振元件，毋须外部消振。16.5.3 调零时应将电路接成闭环。调零分两种，一种是调零时应将电路接成闭环。调零分两种，一种是在无输入时调零，即将两个输入端接地，调节调在无输入时调零，即将两个输入端接地，调节调零电位器，使输出电压为零。另一种是在有输入零电位器，使输出电压为零。另一种是在有输入时调零，即按已知输入信号电压计算输出电压，时调零，即按已知输入信号电压计算输出电压，而后将实际值调整到计算值。而后将实际值调整到计算值。16.5.4 R2 +uouiRfR1 当输入端电压太大时会损坏输入级的晶体管，当输入端电压太大时会损坏输入级的晶体管，接入反向并联的二极管后，将输入电压限制在二极接入反向并联的二极管后，将输入电压限制在二极管的正向压降以下。管的正向压降以下。uiR2 +R1uoRRf 为防止输出电压过大，用稳压二极为防止输出电压过大，用稳压二极管来限制输出电压：管来限制输出电压：U U0 0=0.6+U=0.6+UZ Z +为防止电源极性接错，用二极管来进行保护为防止电源极性