集成运算放大器(可用)课件

1、集成运算放大器1第1页，共59页。集成电路: 将整个电路的各个元件做在同一个半导体基片上。集成电路的优点：工作稳定、使用方便、体积小、重量轻、功耗小。集成电路的分类：模拟集成电路、数字集成电路；小、中、大、超大规模集成电路； 17.1 集成运放的简单介绍2第2页，共59页。17.1.1 集成电路内部结构的特点1. 电路元件制作在一个芯片上，元件参数偏差方向一致，温度均一性好。2. 电阻元件由硅半导体构成，范围在几十到20千欧，精度低。高阻值电阻用三极管有源元件代替或外接。3. 几十 pF 以下的小电容用PN结的结电容构成、大电容要外接。4. 二极管一般用三极管的发射结构成。3第3页，共59页。

2、UEE+UCC u+uo u反相输入端同相输入端T3T4T5T1T2IS17.1.2 原理框图输入级中间级输出级与uo反相与uo同相4第4页，共59页。对输入级的要求：尽量减小零点漂移,尽量提高 KCMRR , 输入阻抗 ri 尽可能大。对中间级的要求：足够大的电压放大倍数。对输出级的要求：主要提高带负载能力，给出足够的输出电流io 。即输出阻抗 ro小。集成运放的结构（1）采用四级以上的多级放大器，输入级和第二级一般采用差动放大器。（2）输入级常采用复合三极管或场效应管，以减小输入电流，增加输入电阻。（3）输出级采用互补对称式射极跟随器，以进行功率放大，提高带负载的能力。5第5页，共59页。

3、一、开环电压放大倍数Auo无外加反馈回路的差模放大倍数。一般在105 107之间。理想运放的Auo为。二、共模抑制比KCMMR常用分贝作单位，一般100dB以上。17.1.3 主要参数6第6页，共59页。 ri 大: 几十k 几百 k运放的特点KCMRR 很大 ro 小：几十 几百 A uo很大: 104 107理想运放： ri KCMRR ro 0Auo 运放符号：uu+ uo u u+ uoAuo17.1.4 理想运算放大器及其分析依据7第7页，共59页。uiuo+UOM-UOMAuo越大，运放的线性范围越小，必须在输出与输入之间加负反馈才能使其扩大输入信号的线性范围。uiuo_+Auo例

4、：若UOM=12V，Auo=106，则|ui| UR时 , uo = +Uom当ui UR时 , uo = -Uom 1、ui从同相端输入43第43页，共59页。+uouiURuoui0+Uom-UomUR当ui UR时 , uo = -Uom 2、 ui从反相端输入44第44页，共59页。uoui0+UOM-UOM+uoui3、过零比较器: (UR =0时)+uouiuoui0+UOM-UOM45第45页，共59页。+uouitui例：利用电压比较器将正弦波变为方波。uot+Uom-Uom46第46页，共59页。+uiuoui0+UZ-UZ电路改进：用稳压管稳定输出电压。+uiuoUZRRu

5、oUZ电压比较器的另一种形式 将双向稳压管接在负反馈回路上47第47页，共59页。分析1. 因为有正反馈，所以输出饱和。2. 当uo正饱和时(uo =+UOM) ：U+3. 当uo负饱和时(uo =UOM) ：+uoRR2R1ui参考电压由输出电压决定特点：电路中使用正反馈， 运放处于非线性状态。4.迟滞比较器48第48页，共59页。分别称UH和UL上下门限电压。称(UH - UL)为回差。当ui 增加到UH时，输出由Uom跳变到-Uom；+uoRR2R1ui当ui 减小到UL时，输出由-Uom跳变到Uom 。传输特性：uoui0Uom-UomUHUL小于回差的干扰不会引起跳转。跳转时，正反馈

6、加速跳转。49第49页，共59页。tuiUom-UomtuiUHUL例：迟滞比较器的输入为正弦波时，画出输出的波形。+uoRR2R1ui50第50页，共59页。1.电路结构上下限:17.4.1 矩形波发生器17.4 运算放大器在波形产生方面的应用51第51页，共59页。2.工作原理：(1) 设 uo = + UZ , 此时，uO给C 充电, uc ，则：u+=UT+0tuo+UZ-UZucUT+0t一旦 uc UT+ , 就有 u- u+ , uo 立即由UZ变成UZ 。在 uc UT+ 时，u- u+ , 设uC初始值uC(0+)= 0uo保持+UZ不变+UZ52第52页，共59页。此时，C向uO放电,再反向充电(2) 当uo = -UZ 时，u+=UT-uc达到UT-时，uo上跳。UT+uctUT-当uo 重新回到UZ 后，电路又进入另一个周期性的变化。-UZ53第53页，共59页。0UT+uctUT-+UZuo0t - UZT完整的波形：54第54页，共59页。17.4.2 三角波发生器工作原理：若uo1=+UZ， uo2， u+ 。 当u+ 0时， uo1翻转为-UZ。若uo1=-UZ， uo2， u+ 。 当u+ 0时， uo1翻转为+UZ。55第55页，共59页。波形图振荡周期：0UT+uo2tUT-+UZuo10t - UZT56第56页