集成运算放大器

1、集成运算放大器第1页，共33页，2022年，5月20日，1点41分，星期四 运算放大器是由直接耦合多级放大电路集成制造的高增益放大器，它是模拟集成电路最重要的品种，广泛应用于各种电子电路之中。4.1 集成运算放大器的结构4.2 集成运放中的电流源电路4.3 集成运算放大器简介4.4 集成运算放大器的性能指标4.5 集成运算放大器的种类返回第2页，共33页，2022年，5月20日，1点41分，星期四1、工艺特点2、集成运放的组成3、运算放大器的符号4.1 集成运算放大器的结构返回第3页，共33页，2022年，5月20日，1点41分，星期四采用直接耦合方式。为抑制零漂，第一级采用差动放大电路。工艺

2、相同，对称性好。小于200PF的电容用PN结结电容来做，而大于200PF的电容只能外接。小于30K的交流电阻用三极管恒流源来代替，大于30K的交流电阻和直流电阻只能外接。集成电路中的二极管用三极管来代。1 工艺特点返回第4页，共33页，2022年，5月20日，1点41分，星期四输入级中间级输出级直流偏置uiuo差动放大电路（单端输出），有两个输入端共发射极放大电路，放大电压OCL功率放大电路，输出电阻小，带负载能力强2、集成运放的组成返回第5页，共33页，2022年，5月20日，1点41分，星期四 运算放大器的符号中有三个引线端，两个输入端，一个输出端。一个称为同相输入端，即该端输入信号变化的

3、极性与输出端相同，用符号+表示；另一个称为反相输入端，即该端输入信号变化的极性与输出端相异，用符号“-”表示。输出端一般画在输入端的另一侧，在符号边框内标有+号。实际的运算放大器通常必须有正、负电源端，有的品种还有补偿端和调零端。 (a) (b)模拟集成放大器的符号 (a) 国家标准符号 (b)原符号 3 集成运算放大器的符号第6页，共33页，2022年，5月20日，1点41分，星期四 集成运算放大器的型号命名 数字序号 (与世界上其它厂家同类型产品的序号相同。) 其它例如:集成功率放大器的型号命名CD 集成稳压器的型号命名CW返回第7页，共33页，2022年，5月20日，1点41分，星期四4

4、.2 集成运放中的电流源电路4.2.1 基本电流源4.2.2 改进型电流源4.2.3 多路电流源4.2.4 以电流源为有源 负载的放大电路下面介绍基本电流源第8页，共33页，2022年，5月20日，1点41分，星期四4.2.1 基本电流源1 镜像电流源2 比例电流源3 微电流源下面介绍镜像电流源和比例电流源第9页，共33页，2022年，5月20日，1点41分，星期四1 镜像电流源三极管T1、T2特性完全相同 UBE0= UBE1 IB0= IB1IC0= IC1当2时，第10页，共33页，2022年，5月20日，1点41分，星期四2 比例电流源 比例电流源指IC1和IR呈比例关系由三极管的特性

5、有当2时第11页，共33页，2022年，5月20日，1点41分，星期四适当选取参数，使则其中改变Re0、Re1的比值，就可改变IC1和IR的比例关系第12页，共33页，2022年，5月20日，1点41分，星期四 改进型电流源和多路电流源见教材177-180页第13页，共33页，2022年，5月20日，1点41分，星期四4.2.4 以电流源为有源 负载的放大电路 当需要在负载RL获得电流时，提高共射极放大电路的集电极电阻RC可有效提高电压放大倍数，电流源的交流电阻很大，可代替RC提高其交流电阻。第14页，共33页，2022年，5月20日，1点41分，星期四1 电流源为有源负载的共射放大电路如图（

6、a）所示三极管T3、T2特性完全相同，组成镜像恒流源静态时第15页，共33页，2022年，5月20日，1点41分，星期四动态分析第16页，共33页，2022年，5月20日，1点41分，星期四2 有源负载差放电路静态时，IC1=IC2=I/2动态时第17页，共33页，2022年，5月20日，1点41分，星期四4.3 集成运算放大器简介F007电路中的放大电路部分第18页，共33页，2022年，5月20日，1点41分，星期四F324的简化电路原理图第19页，共33页，2022年，5月20日，1点41分，星期四 运算放大器的技术指标很多，其中一部分与差分放大器和功率放大器相同，另一部分则是根据运算放

7、大器本身的特点而设立的。各种主要参数均比较适中的是通用型运算放大器，对某些项技术指标有特殊要求的是各种特种运算放大器。 运算放大器的静态技术指标 4.4.2 运算放大器的动态技术指标4.4 集成运算放大器的性能指标返回第20页，共33页，2022年，5月20日，1点41分，星期四 1.输入失调电压UIO ：(input offset voltage)输入电压为零时，将输出电压除以电压增益，即为折算到输入端的失调电压。是表征运放内部电路对称性的指标。 2.输入失调电流 IIO ：(input offset current)在零输入时，差分输入级的差分对管基极电流之差，用于表征差分级输入电流不对称

8、的程度。 3.输入偏置电流IIB ：(input bias current)运放两个输入端偏置电流的平均值，用于衡量差分放大对管输入电流的大小。 4.4.1 集成运算放大器的静态技术指标第21页，共33页，2022年，5月20日，1点41分，星期四4.输入失调电压温漂 dUIO /dT5.输入失调电流温漂dIIO /dT 在规定工作温度范围内，输入失调电压随温度的变化量与温度变化量之比值。在规定工作温度范围内，输入失调电流随温度的变化量与温度变化量之比值。第22页，共33页，2022年，5月20日，1点41分，星期四 6.最大差模输入电压UIdmax 7.最大共模输入电压UICmax (max

9、imum differential mode input voltage)运放两输入端能承受的最大差模输入电压，超过此电压时,差分管将出现反向击穿现象。(maximum common mode input voltage)在保证运放正常工作条件下，共模输入电压的允许范围。共模电压超过此值时，输入差分对管出现饱和，放大器失去共模抑制能力。返回第23页，共33页，2022年，5月20日，1点41分，星期四 1.开环差模电压放大倍数 Aod ：(open loop voltage gain)运放在无外加反馈条件下，输出电压的变化量与输入电压的变化量之比。 2.差模输入电阻rid ：(input re

10、sistance)输入差模信号时，运放的输入电阻。 3.共模抑制比 KCMR ：(common mode rejection ratio)与差分放大电路中的定义相同，是差模电压增益 Avd 与共模电压增益 Avc 之比，常用分贝数来表示。 KCMR=20lg(Aod / Aoc ) (dB)4.4.2 集成运算放大器的动态技术指标第24页，共33页，2022年，5月20日，1点41分，星期四集成运算放大器外形图第25页，共33页，2022年，5月20日，1点41分，星期四集成运算放大器外形图返回第26页，共33页，2022年，5月20日，1点41分，星期四4.5 集成运算放大器的种类4.5.1

11、 通 用 型4.5.2 高速型和宽带型4.5.3 高精度(低漂移型）4.5.4 高输入阻抗型4.5.5 低功耗型4.5.6 功 率 型第27页，共33页，2022年，5月20日，1点41分，星期四 4.5.1 通 用 型 通用型运算放大器的技术指标比较适中，价格低廉。通用型运放也经过了几代的演变，早期的通用型运放已很少使用了。以典型的通用型运放CF741 (A741)为例，输入失调电压12 mV、输入失调电流20 nA、差模输入电阻2 M，开环增益100 dB、共模抑制比90 dB、输出电阻75 、共模输入电压范围13 V、转换速率0.5 V/s。返回第28页，共33页，2022年，5月20日

12、，1点41分，星期四 高速型和宽带型 用于宽频带放大器，高速A/D、D/A，高速数据采集测试系统。这种运放的单位增益带宽和压摆率的指标均较高，用于小信号放大时，可注重fH或fc，用于高速大信号放大时，同时还应注重SR。例如： CF2520/2525 AD9620 AD9618 OP37 CF357 返回第29页，共33页，2022年，5月20日，1点41分，星期四4.5.3高精度(低漂移型） 用于精密仪表放大器，精密测试系统，精密传感器信号变送器等。 例如： OP177 CF714 返回第30页，共33页，2022年，5月20日，1点41分，星期四 高输入阻抗型 用于测量设备及采样保持电路中。 例如： AD549 CF155/255/355 返回第31页，共33页，2022年，5月20日，1点41分，星期四4.5.5 低功耗型 用于空间技术和生物科学研究中，工作于较低电压下，工作电流微弱。 例如： OP22 正