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第六章集成放大电路1第一页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五6.1概述集成电路是20世纪60年代初发展起来的一种新型器件,它把整个电路中的各个元器件以及元器件之间连接,采用半导体集成工艺同时制作在一块半导体芯片上,封装并引出管脚,做成具有特定功能的集成电子线路。

优点:可靠性高、性能优良、重量轻、造价低、使用方便等。什么是集成电路?第二页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五集成电路的分类模拟集成电路分类在众多的模拟集成电路中,集成运算放大器应用极为广泛.集成运算放大器实质上是一个多级直接耦合高电压放大倍数的放大器,具有输入电阻大、输出电阻小的特点。数字集成电路对连续变化的模拟信号进行处理的集成电路。集成运算放大器集成功率放大器集成稳压器模拟乘法器对不连续的0-低电平,1-高电平,跃进的信号进行处理的集成电路。第三页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五6.1概述6.1.1集成运算放大器电路设计上的特点6.1.2集成运算放大器的基本结构第四页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五6.1.1集成运放的特点1、电路与元件参数具有对称性2、采用有源电阻代替无源电阻3、采用直接耦合的形式4、利用二极管进行温度补偿5、采用复合管的结构第五页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五6.1.2集成运放的基本结构差动输入级中间放大级输出级偏置电路输入级:由可以抑制零点漂移的差动放大器组成中间级:采用共射电路可获较大的输出级:射极跟随器,增加带负载能力偏置电路:供给各级电路合理的偏置电流(差动放大器)(共射电路)(射极跟随器)第六页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五6.2差动放大电路差动放大电路的特点是只有两个输入的信号有差值时,才能进行放大,即

称为差模电压放大倍数

差动放大电路第七页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五6.2差动放大电路6.2.1为什么选用“差动”的电路形式6.2.2基本差动放大电路的分析6.2.3差动放大电路的输入、输出形式6.2.4差动放大电路的改进形式第八页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五6.2.1为什么选用“差动”的电路形式?1、集成电路级与级之间采用直接耦合,而直接耦合电路必然会产生“零点漂移”。

零点漂移:当输入信号为0,由于电源波动、温度变化等原因,使工作点发生变化,使放大器输出电压偏离起始点做上下漂动,成为零点漂移。如图中,当时,由于某种原因使,设,则这种缓慢变化的信号将淹没有用的信号,这是不允许的。2、为了有效抑制零漂,输入级必须采用差动放大器。第九页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五6.2.2差动放大电路的分析基本差动放大电路构成原理

要想实现“有差能动”电路如图所示,电路最大特点是电路完全对称,其中V1、V2两管特性相同,元件参数之值相等。有两个输入端称双入,两个输出端称双出。当两个输入信号相同时,由于电路对称性,两管集电极电位相同,所以u0=0第十页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五6.2.2差动放大电路的分析抑制零点漂移的原理:当温度变化时,对两管的影响是一致的,相当给两管电路同时加入大小相等、极性相同的输入信号,因此,当电路特性完全对称的情况下,两管的集电极电位始终相同,不会出现普通直接耦合放大器那样的漂移电压,这就是为什么差动放大电路能够抑制零点漂移的原因。第十一页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五典型基本差动放大电路仅靠电路的对称性来抑制“零漂”是有限度的,对两个单管本身集电极电位的漂移并未加限制,所以实用电路加RE和-UEE第十二页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五1、静态分析(ui1=ui2=0)图6-5典型基本差动放大电路

直流通路(对地的电位)第十三页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五两个输入信号大小相等、极性相反,即ui1=-ui2

,称差模输入.如ui1为正、ui2为负所以,差动放大电路输入差模信号时的输出电压是两管各自输出电压变化量的两倍2、差模信号输入第十四页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五3、共模信号输入两个输入信号大小相等、极性相同,即ui1=ui2,这时uo=uc1-uc2=0。差动放大电路对共模信号的抑制能力很强。温度变化对差动放大电路来说相当于一对共模信号。所以差动放大电路对其零点漂移的抑制就是对共模信号抑制的一种特例。第十五页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五4、任意信号输入

在实际应用中,加给差动放大电路输入信号的大小和极性往往是任意的,既不是一对差模信号,也不是一对共模信号,为了分析方便通常,通常将一对任意输入信号分解为差模信号和共模信号两部分分别定义差模信号和共模信号为:差模信号:共模信号:第十六页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五4、任意信号输入差模信号加到电路上,两管V1

和V2

的基极获得差模信号为:

共模信号加到电路上,两管V1

V2的基极获得共模信号为:

ui1=ui2=uic第十七页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五4、任意信号输入例:则

第十八页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五

当差模输入信号和共模输入信号都存在的情况下,根据叠加原理可以得出任意输入信号下总的输出电压,即

越大,电路差模放大能力越强越小,电路抑制共模信号的能力越强第十九页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五5、差模特性动态分析图6-7差模输入时基本差动放大电路的交流通路图为差模输入时图6-7所示双入双出差动放大电路的交流通路。∵ui1=-ui2

∴Ie1、Ie2大小相等,方向相反这两个交流电流之和为0,因此在Re上产生交流电压降为0。所以把Re

视为交流短路第二十页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五可见:差动放大电路双端输出时的差模电压放大倍数和单边电路的电压放大倍数相同,差动放大电路为了实现同样的电压放大倍数,必须用二倍于单边电路的元器件数,但是换来了对零点漂移的抑制。稳定性优先原则(1)差模电压放大倍数AudA.无负载:第二十一页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五B.带有负载电阻RL:由于电路对称,RL中点始终为零电位(1)差模电压放大倍数Aud中点零电位第二十二页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五(2)差模输入电阻rid双入双出差动放大电路的交流通路第二十三页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五(3)差模输出电阻rod双入双出差动放大电路的交流通路第二十四页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五6、共模特性动态分析共模信号输入时交流通路(1)共模信号输入时交流通路如图∵ui1=ui2=uic∴ie1和ie2大小相等,方向相同ie=2ie1第二十五页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五6、共模特性动态分析温度(2)Re对差模信号不起负反馈作用,Re对共模信号起强烈的负反馈.Re越大负反馈越强,抑制漂移越好第二十六页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五6、共模特性动态分析(3)Re过大,当电源电压一定时,使三极管静态电流变小,影响静态工作点及电压放大倍数,为此,加-UEE来抵消Re上的压降获得合适的静态工作点。还可以考虑用恒流源来替代Re,恒流源的动态电阻更大,得到更好的负反馈效果。第二十七页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五6、共模特性动态分析(4)共模电压放大倍数Auc(理想)第二十八页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五6、共模特性动态分析(5)共模抑制比越大,越小,越大,差动放大电路的性能越好。理想情况下,为。实际上是一个很大的数值,为了方便,用分贝(dB)形式表示。(3-12)(3-13)第二十九页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五6.2.3差动放大电路的输入输出形式1、单端输入单端输入可以看成双端输入的一种特例。即ui1=ui,,ui2=0可以有如图所示

对输入方式来说,单入和双入并没有本质区别差模信号共模信号第三十页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五差动放大电路的两种单端输出形式:(a)反相输出形式2、单端输出(b)同相输出形式第三十一页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五2、单端输出(1)单端输出时的(2)单端输出时的

差模信号共模信号第三十二页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五2、单端输出(3)单端输出KCMRR(4)单端输出时的ro

∵仅从一管的集电极输出

∴rod=RC第三十三页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五

表6-1差动放大电路的输入输出形式第三十四页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五

表6-1差动放大电路的输入输出形式第三十五页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五6.2.4差动放大电路的改进形式1、带电流源的差动放大电路

(1)为了得到Re大,又要使UEE不致增加,用恒流源替代Re(2)因为当IB

一定时,工作于放大区的IC

的基本恒定。其交流电阻较大,抑制零漂效果好,但V3的UCE电压又不大(只要大于饱和压降),所以

UEE

的电压不致增加。Rb31和Rb32构成分压式偏置电路。(3)Rp为调零电位器,一般为几十到几百欧姆之间。第三十六页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五例(a)中双入双出的差动放大电路参数为:β1=β2=β3=50,UCC=UEE=9V,Rc=4.7kΩ,Rb31=10kΩ,Rb32=3.3kΩ,Rb1=Rb2=1kΩ,Re=2kΩ,Rp=220Ω且动端在中点,三极管发射结导通压降为0.7V。求:(1)静态时的集电极电位UC1;(2)差模电压放大倍数;(3)差模输入电阻和差模输出电阻第三十七页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五2、共集-共基复合差动放大电路(1)共集—共基复合差动放大电路如图所示。图中纵向NPN管V1

和V2是基极输入、射极输出,组成共集电极电路,可以提高输入阻抗。横向PNP管V3

和V4

则组成射极输入、集电极输出的共基极电路,有利于提高输入级的电压放大倍数、最大差模输入电压和最大共模输入电压范围,同时可以改善频率响应。在需要PNP管输入级与提高输入电阻时,可采用此种电路形式。第三十八页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五2、共集-共基复合差动放大电路(2)用复合管构成的差分放大电路电路中V1和V3、V2和V4分别构成了复合管的电路形式。利用复合管可以获得很高的电流放大系数。复合管差动放大电路第三十九页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五综上所述,我们可以得到如下结论A、差动放大电路具有放大差模信号、抑制共模信号的能力,因此,在普遍采用直接耦合的集成运算放大器中,广泛采用差动放大电路作为输入级,以起到抑制零点漂移的作用。B、差动放大电路的射极电阻不影响差模信号的放大,但射极电阻越大,抑制共模的能力就越强,一般采用恒流源电路来替代射极电阻,以获得较好的共模抑制能力。C、差动放大电路共有两种输入形式和两种输出形式,可以组合成四种典型电路,它们具有不同的特点,在实际应用中可根据需要选择合适的电路形式。第四十页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五6.3电流源电路与输出级电路6.3.1基本电流源电路6.3.2其他电流源形式6.3.3输出级电路第四十一页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五6.3.1基本电流源电路1、镜像电流源(1)基本镜像电流源如图所示。由于V1和V2是特性完全相同的对管,并且二者的发射结偏置电压相同,因此可以认为两管的参数完全相同,IB1=IB2,IC1=IC2第四十二页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五(参考电流)

1、镜像电流源当参考电流IREF确定后,该恒流源的输出电流也就确定了。当β足够大时由上式可以看出,当R

确定后,IREF就确定了,输出电流Io也随之确定。第四十三页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五(2)若希望获得相反方向的输出电流,可用PNP管构成电流源,如图所示。

1、镜像电流源第四十四页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五1、镜像电流源

(3)带缓冲级的镜像电流源对于基本镜像电流源来说,只有在β值较大时,才能认为IO≈IREF,否则两个者差别较大。

为了解决这一问题,在电路中加入V3。利用V3的电流放大作用,减小了IB1和IB2对IREF的分流作用,从而提高了IO对IREF的镜像程度。可以证明

第四十五页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五

2、电流源作有源负载(a)PNP电流源作NPN管的有源负载;(b)等效电路图3-19(a)中,V2和V3以及电阻R构成PNP管镜像电流源,作为共发射极形式连接的放大管V1的集电极有源负载这里电流源起了两个作用,一是给放大管提供静态工作电流,二是以电流源的交流电阻ro替代集电极负载电阻Rc的作用。由于ro很大,使每级的Au电压放大倍数达到103以上第四十六页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五6.3.2其他电流源形式1、微电流源在集成电路中,有时需要μA级的小电流,如果利用镜像电流源实现,就必须提高电阻R的阻值,这在集成电路中非常困难。第四十七页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五6.3.2其他电流源形式1.微电流源

UBE1-UBE2=IE2Re2所以由于两个三极管发射结电压之差ΔUBE是一个较小的数值,因此利用不大的Re2就可以获得较较小的恒流输出,故称为微电流源。微电流源

UBE1UBE2第四十八页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五2、比例电流源顾名思义,比例电流源就是输出电流与参考电流成一特定的比例关系的电流源,如图所示。∵UBE1+IE1Re1=UBE2+IE2Re2且UBE1≈UBE2,IREF≈IC1≈IE1可得也就是说,改变Re1与Re2就可以获得和IREF成不同比例的电流输出。第四十九页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五例图为多路电流源原理电路,说明三级管V5的作用,并写出IO1、IO2和IO3的表达式。

第五十页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五6.3.3输出级电路

集成运算放大电路的输出级应具有高输入电阻、低输出电阻的特性。一般采用互补对称形式的射极输出器来做输出级。第五十一页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五1、输出级电路(1)为了降低管耗,提高效率,采用图3-23所示互补对称输出电路(2)原理:

静态时:二管截止静态损耗极小

动态时:正弦波正半周:v1导通,v2截止,+Ucc→v1→RL→┻(正半周输出)正弦波负半周:v1截止,v2导通,┻→RL→v2→-Ucc(负半周输出)所以在RL上得到一个完整的正弦波,但由于存在三极管都有死区电压,输出波形存在交越失真。导通导通截止截止互补对称输出电路第五十二页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五1、输出级电路(3)为了克服交越失真采用图所示的电路利用两个二极管VD1,VD2的PN节压降使两个三级管在ui=0时处于微通状态。这样,较小的ui

也可以通过三级管输出到负载上,从而消除了交越失真。第五十三页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五2、采用复合管的输出级结构(1)为什么要采用复合管?为了对输入正弦信号的正负半周有相同的放大能力,要求互补的NPN和PNP三极管的参数尽可能对称。但实际上,小功率管还比较容易做到,而对于大功率管来说,就相当困难了。要想解决这一矛盾,必须采用复合管的形式。第五十四页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五2、采用复合管的输出级结构(2)复合管的组成通常用一个中(小)功率管和一个大功率管复合而成。

复合的规律:即第一管子输出电流必须与第二管子输入电流方向一致。第五十五页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五几种典型复合管复合形式

(a)、(d)等效为NPN管;(b)、(c)等效为PNP管

第五十六页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五2、采用复合管的输出级结构(3)复合管的特点A、复合管的管型与第一只管子V1相同。因为V1

的基极电流决定了复合管的基极电流方向。IB

流入复合管为NPN,反之为PNP。B、复合管的β≈β1β2。

第五十七页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五(3)复合管的特点C、如果V1的发射极接V2,则V2相当于V1的射极电阻,复合管的输入电阻:rbe=rbe1+(1+β1)rbe2如果V1的集电极接V2,此时的V2相当于V1的集电极电阻,复合管的输入电阻:rbe=rbe1第五十八页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五例以图(a)为例,证明复合管的电流放大系数β约为V1、V2电流放大系数之积,即β≈β1β2。证明:

由图(a)的电路结构可知

ic=ic1+ic2=β1ib1+β2ib2=β1ib1+β2ie1=β1ib1+β2(1+β1)ib1=(β1+β2+β1β2)ib1所以第五十九页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五6.4MOS继承运算放大器的主要单元6.4.1MOS集成运放的主要特点6.4.2MOS集成运放中的基本单元电路第六十页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五6.4.1MOS集成运放的主要特点

MOS集成运算放大器的组成和双极型集成运算放大器相同,各部分电路结构及作用也基本相似,只不过MOS集成工艺主要适用于制造数字集成电路,对于模拟集成电路来说,在性能上和双极型运放相比还有一定的差距。但由于MOS集成运放具有制造工艺简单、集成度高、功耗低以及温度特性好等优点,随着集成制造工艺的发展,这些优势已经逐渐显现,特别在模拟和数字的混合系统中,MOS电路更加显示出它的优越性。第六十一页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五

MOS集成运算放大器主要有NMOS和CMOS两种类型。NMOS集成运放全部由N沟道MOS管构成,具有工艺简单、集成度高的优点。CMOS集成运放是互补的MOS电路,由互补的NMOS管和PMOS管构成,这种CMOS制造工艺具有设计灵活、低功耗等特点。第六十二页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五6.4.2MOS集成运放中的基本单元MOS继承运算放大器与由差动输入级,中间级别,输出级和偏置电路几部分组成第六十三页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五6.4.2MOS集成运放中的基本单元1、MOS管差动输入级电路采用MOS管构成差动放大电路,如图3-28所示,可以提高输入电阻。图3-28为双入单出的CMOS管差动输入级。1、MOS管差动放大电路其中NMOS管V1和V2为差放工作管;PMOS管V3和V4组成镜像电流源,作为V1和V2的有源负载;V5为单管电流源,为差放管提供偏置电流。

MOS管差动放大电路仍具有放大差模、抑制共模的特点。第六十四页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五2、MOS管基本镜像电流源

基本场效应管镜像电流源如图6-29所示。从中可得出:

IREF=UCC-UGS根据场效应管的转移特性曲线即可确定IREF。因为MOS管的Ig=0。所以在V1和V2对称的条件下,有IO=IREF。图6-29MOS管基本镜像电流源第六十五页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五6.5常用集成运算放大器6.5.1集成运算放大器的基本概念6.5.2集成运放的组成与工作原理6.5.3集成运放的主要参数6.5.4集成运放在电子技术中的运用第六十六页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五6.5.1集成运算放大器的基本概念1、集成运算放大器的性质2、集成运算放大器的电路符号3、集成运算放大器的外形(a)双列直插式;(b)扁平式;(c)圆壳式第六十七页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五6.5.1集成运算放大器的基本概念4、理想集成运放的模型(1)开环差模电压放大倍数

Aud=uo/(u+-u-)→∞(2)差模输入电阻,rid→∞(3)输出电阻,ro→0(4)共模抑制比,KCMRR→∞实际上:μA741Aud→100dB

rid→1MΩ

以上对工程计算来讲,已十分精确第六十八页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五6.5.2集成运放的组成与工作原理从20世纪60年代发展至今已经历了四代产品,μA741(F007)和单极型CMOS集成运放5G1457为例对运放多级电路的基本原理和功能进行简单介绍。第六十九页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五1、集成运算放大器μA741(F007)

μA741(F007)是第二代双极型通用集成运算放大器,具有高电压放大倍数、高输入电阻、高共模抑制比、低功耗及有过载保护等优点。图3-45为集成运放μA741的电路原理图。第七十页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五1、集成运算放大器μA741(F007)集成运算放大器μA741电路原理图第七十一页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五1、集成运算放大器μA741(F007)整个电路共有24个晶体三极管,10个电阻和一个电容组成。电路有12个引脚,②脚是反相输入端,③脚是同相输入端,⑥脚是输出端,④脚是负电源端(-15V),⑦脚是正电源端(+15V),①脚与⑤脚之间外接调零电位器,⑧脚与⑨脚接相位补偿电容。原理电路由差动输入级、中间放大级、互补输出级和偏置电路四部分组成,现分别介绍如下:

调零--IN+IN-UCC+UCC调零+-UoNC第七十二页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五1)偏置电路

V12、R5、V11组成主偏置电路,在+UCC和-UCC的作用下提供整个放大器的参考电流IREF,IREF=IC12=IC11≈2UCC/R5。V10和V11组成微电流源,给输入级的V3和V4提供偏置。V8、V9也组成一组镜像电流源,给输入级V1、V2提供偏流(IC8=IC9=IC10)。需要说明的是,这种偏置电路具有负反馈的作用,可以减小零点漂移。如果温度升高使IC3、IC4增加时,则导致IC8增加,也就使IC9增加。第七十三页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五但由于IC10是恒定的,而IC10=IC9+IB3+IB4,因此IB3、IB4下降,导致IC3、IC4也下降。由于上述负反馈作用,使IC3、IC4基本恒定,从而稳定了输入级的静态工作点,提高了整个电路的共模抑制比。V12、V13是组成两路输出(A、B)的镜像电流源电路,A路供给输出级的偏置电流,并使V18和V19工作;B路给中间级提供偏置并作为中间级的有源负载。第七十四页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五2)差动输入级差动输入级是由V1~V6组成的互补共集—共基差动放大电路。纵向的NPN管V1、V2组成共集电极电路可以提高输入电阻,横向的PNP管V3、V4组成共基电路配合V5、V6和V7组成有源负载,有利于提高输入级的电压放大倍数、最大差模输入电压和扩大共模输入电压的范围。另外,带缓冲级的镜像电流源使有源负载两边电流更加对称,也有利于提高输入级抑制共模信号的能力。电阻R2用来增加V7的工作电流,避免因V7的工作电流过小,使β7下降而减弱缓冲作用。第七十五页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五3)中间级中间级由V16和V17组成复合管共发射极放大电路,集电极负载为V13B所组成的有源负载,因有源负载的交流电阻很大,所以本级可以得到较高的电压放大倍数,同时由于射极电阻的存在,且V17接于V16的发射极的接法也使该级电路具有较大的输入电阻。V17的集电极与V16基极间的电容C是用作相位补偿,以消除自激,通常容量较小。第七十六页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五4)输出级本级由V14和V20组成互补对称输出级,V18和V19接成二极管的形式,利用V18和V19的PN结压降使V14和V20处于微导通状态,以消除交越失真。第七十七页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五2、CMOS集成运算放大器5G145735G14573是一种通用型CMOS集成运算放大器,该芯片含有同样的四个运算放大器单元,为双列直插封装形式。图为5G14573中一个运放单元的电路原理图,场效应管符号采用了简化的表示方法。第七十八页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五CMOS集成运算放大器5G14573内部电路原理图

第七十九页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五差动输入级由V1、V2组成,V3、V4构成差动输入级的漏极有源负载。V5、V6为差动输入级提供源极偏置电流。输出级由V8组成NMOS共源极放大器并由PMOS管V7作V8的有源负载。C是相位补偿电容,用于防止自激振荡。为了获得较小的参考电流IREF,5G14573的偏置电阻外接,并且每两个运放共用一个偏置电阻。第八十页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五6.5.3集成运放的主要参数1.

开环差模电压放大倍数Aud开环差模电压放大倍数是指集成运放在开环(无反馈)情况下的直流差模电压放大倍数,即开环输出直流电压与差模输入电压之比,用Aud表示。集成运放的开环差模电压放大倍数通常很大,经常用db表示。第八十一页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五2.输入失调电压UIO对于一个理想放大器来说,在不使用调零电阻时也应具有零入零出的特性,这主要取决于电路的对称性。因此,没有完全对称的电路,就没有完全的零入零出,集成运放在输入电压为0时,都存在着或多或少的输出电压。第八十二页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五在室温25℃及标准电源电压下,当输入电压为零时,为了使集成运放的输出电压为0,在输入端所加的补偿电压叫做输入失调电压,记为UIO,UIO的大小实际上就是此时的输出电压折合到输入端的电压的负值。UIO越小,表示集成运放的对称程度和电位匹配情况越好,其值一般为±(1~10mV)。第八十三页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五

3.输入偏置电流IIB对于双极型集成运放,静态时输入级两差放管基极电流IB1和IB2的平均值,称为输入偏置电流,用IIB表示。即(3-32)输入偏置电流越小,信号源内阻变化引起的输出电压变化也越小,一般为10nA~1μA。第八十四页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五4.输入失调电流IIO对于双极型集成运放,输入失调电流是指当输出电压为0时,流入放大器两输入端的静态基极电流之差,即IIO=∣IB2-IB1∣

它反映了放大器的不对称程度,所以希望越小越好,其值约为1nA~0.1μA。第八十五页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五5.温度漂移(1)输入失调电压温漂ΔUIO/ΔT。是指在规定的温度范围内,输入失调电压随温度的变化率,它是反映集成运放电压漂移特性的指标,不能用外接调零装置来补偿,一般为(10~30μV)/℃。(2)输入失调电流温漂ΔIIO/ΔT。是指在规定的温度范围内,输入失调电流随温度的变化率,它是反映集成运放电流漂移特性的指标,同样不能用外接调零装置来补偿。其范围一般在(5~50nA)℃,高质量的每度几个皮安。第八十六页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五6.共模抑制比KCMRR集成运放工作于线性区时,其差模电压放大倍数与共模电压放大倍数之比称为共模抑制比,即第八十七页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五7.差模输入电阻rid运算放大器开环时从两个差动输入端之间看进去的等效交流电阻,称为差模输入电阻,表示为rid,高质量的运放的差模输入电阻可达几兆欧姆。8.输出电阻rod从集成运放的输出端和地之间看进去的等效交流电阻,称为运放的输出电阻,记为rod。第八十八页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五9.最大差模输入电压Uidmax集成运放两输入端之间能承受的最大电压差值叫做最大差模输入电压Uidmax。超过这个电压,运放输入级某侧的三极管将会出现发射结的反向击穿,而使运放性能恶化或损坏。一般利用平面工艺制成的硅NPN管的Uidmax约为±5V左右,而横向三极管可达±30V以上。第八十九页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五10.最大共模输入电压Uicmax最大共模输入电压是指运放所能承受的最大共模输入电压。超过这个数值,运放的共模抑制比将显著下降或出现永久性破坏,高质量的运放可达±13V。

第九十页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五11.转换速率SR指运放在额定输出电压下,输出电压的最大变化率,即(3-34)

它反映了运算放大器对于高速变化输入信号响应的快慢,也叫压摆率,表示为SR。

第九十一页,共一百零二页,编辑于2023年,星期五12.单位增益带宽BWG(fT)当开环电压增益下降到1(电压

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