第16章集成运算放大器

1、第第16章章 集成运算放大器集成运算放大器( (Integrated Operational Amplifier) ) 16.1 集成运算放大器的简单介绍集成运算放大器的简单介绍 集成运算放大器是一种具有很高放大倍数的多集成运算放大器是一种具有很高放大倍数的多级直接耦合放大电路。是发展最早、应用最广泛的级直接耦合放大电路。是发展最早、应用最广泛的一种模拟集成电路。一种模拟集成电路。+UCCUEEuu+输入级输入级中间级中间级 输出级输出级+UCCUEEuu+输入级输入级中间级中间级 输出级输出级同相同相输入端输入端输出端输出端反相反相输入端输入端 输入级：输入级：输入电阻高，能减小零点漂移和抑

2、制干扰信号，输入电阻高，能减小零点漂移和抑制干扰信号，都采用带恒流源的差放都采用带恒流源的差放 。 中间级：中间级：要求电压放大倍数高。常采用共发射极放大电路要求电压放大倍数高。常采用共发射极放大电路构成。构成。 输出级：输出级：与负载相接，要求输出电阻低，带负载能力强，与负载相接，要求输出电阻低，带负载能力强，一般由互补对称电路或射极输出器构成一般由互补对称电路或射极输出器构成,ro 很小，带负载能力很很小，带负载能力很强。强。16.1.2 电路简单说明电路简单说明 15VI3430PfR815VUi1IET1T3T7T5R1R2R3T4T6T2I82IB9T8IC9T9IB13IB122I

3、B13T13IRR5R6T15R7D2D1T16T17T18T19T14R9T10T11R4I10Ui2F007的内部电路图的内部电路图 运算放大器的管脚和符号运算放大器的管脚和符号反相反相输入端输入端同相同相输入端输入端+UCCUEEuo+uu +Auo信号传信号传输方向输方向输出端输出端实际运放开环实际运放开环电压放大倍数电压放大倍数(a)(b)(a) 符号符号 (b)引脚引脚8 7 6 5 F0071 2 3 4 U-U+-UEE+UCC输出输出正电源正电源负电源负电源16.1.3 主要参数主要参数 1. 最大输出电压最大输出电压 UOPP 能使输出和输入保持不失真关系的最大输出电压。能

4、使输出和输入保持不失真关系的最大输出电压。 2. 开环差模电压增益开环差模电压增益 Auo 运放没有接反馈电路时的差模电压放大倍数。运放没有接反馈电路时的差模电压放大倍数。 Auo愈高，所构成的运算电路越稳定，运算精度也越高。愈高，所构成的运算电路越稳定，运算精度也越高。 6. 共模输入电压范围共模输入电压范围 UICM 运放所能承受的共模输入电压最大值。超出此值，运放所能承受的共模输入电压最大值。超出此值，运放的共模抑制性能下降，甚至造成器件损坏。运放的共模抑制性能下降，甚至造成器件损坏。 3. 输入失调电压输入失调电压 UIO 4. 输入失调电流输入失调电流 IIO 5. 输入偏置电流输入

5、偏置电流 IIB集成运算放大器的特点集成运算放大器的特点特点：高增益、高可靠性、低成本、小体积特点：高增益、高可靠性、低成本、小体积Auo 高高: 80dB140dBrid 高高: 105 1011 ro 低低: 几十几十 几百几百 KCMR高高: 70dB130dBuo+Auou+u。 。+UCCUEE 1. 开环电压放大倍数开环电压放大倍数 2. 开环输入电阻开环输入电阻3. 开环输出电阻开环输出电阻4. 共模抑制比共模抑制比 由于由于实际运算放大器的技术指标接近理想化条件实际运算放大器的技术指标接近理想化条件，用理想运算放大器分析电路可使用理想运算放大器分析电路可使问题大大简化问题大大简

6、化, 为此为此,后后面对运算放大器的分析都是按其理想化条件进行的。面对运算放大器的分析都是按其理想化条件进行的。16.1.4 理想运算放大器及其分析依据理想运算放大器及其分析依据 ouA idr0or CMRRK 在分析运算放大器的电路时，一般将它看成是理在分析运算放大器的电路时，一般将它看成是理想的想的运算放大器。理想化的主要条件：运算放大器。理想化的主要条件：16.1.4 理想运算放大器及其分析依据理想运算放大器及其分析依据线性区：线性区：uo = Auo( (u+ u)非线性区（饱和区）：非线性区（饱和区）：u+ u 时，时， uo = +Uo(sat) u+ 0 ui = Ui u 时，时， uo = + Uo (sat) u+ u 时，时， uo = Uo (sat) uo u+ u Uo(sat)+Uo(sat)O饱和区饱和区电压传输特性电压传输特性阈值电压阈值电压(门限电平门限电平)：输出跃变所对应的输入电压。：输出跃变所对应的输入电压。 uiuoOURURuouiR2+ R1+可见，在可见，在 ui =UR 处输出电压处输出电压 uo 发生跃变。发生跃变。参考电压参考电压URuouiR2+ R1+tuituo+Uo(sat)Uo(sat)UZ UZ电压传输特性电压传输特性 Uo(sat) +Uo(sa