第8章-集成运算放大器

电工电子技术基础第8章集成运算放大器在日常生活、工作中，我们可能会遇到运算放大器或其所属电路发生故障的情况。运算放大器是一种可能发生很多内部故障的复杂集成电路。然而，我们无法对运算放大器内部进行故障检修。你作为一个电气专业的学生，试从专业角度进行分析。那么运算放大器在电路中有什么作用呢？学完本章课的内容你就会明白了。下面来讨论这些问题并解决这些疑惑。学习目标：1.了解集成运算放大器的组成及各部分的功能；2.掌握集成运放的电路结构组成和电路符号；3.掌握集成运放的主要参数和理想化条件；4.熟悉差动放大器的基本电路和工作原理；5.掌握反相比例、同相比例、比较输入、积分和微分等几种基本运算电路；6.掌握放大电路中四种负反馈类型；7.能够使用仪器仪表对集成电路进行检测；8.熟悉常用的几种集成电路的外形结构；9.能够根据电路故障选用合适的集成运放。第8章集成运算放大器第8章集成运算放大器8.1集成运算放大器简介8.1.1集成运算放大器的概述集成电路是20世纪60年代初发展起来的一种新型半导体器件。采用半导体制造工艺将管子、电阻等元器件以及电路的连线都集中制作在一块半导体硅基片上的器件，称为集成电路。集成电路可分为模拟集成电路和数字集成电路两大类，集成运算放大电路属于模拟集成电路的一种。按每块芯片上制作的元件数量多少集成电路可分为小规模、中规模、大规模和超大规模集成电路。模拟集成电路种类繁多，有运算放大器、宽带放大器、功率放大器、模拟乘法器、模拟锁相器、模／数和数／模转换器及稳压电源等。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，集成运算放大器(简称集成运放)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。集成电路特点：体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、价格低。第8章集成运算放大器1.集成运放的结构组成集成运算放大器是一种高电压增益、高输入电阻和低输出电阻的多级直接耦合放大电路，一般由输入级、中间级、输出级和偏置电路四部分组成。如图8-1所示。8.1集成运算放大器简介8.1.2集成运放的电路结构组成和电路符号输入级：一般是差动放大器，利用其对称特性可以提高整个电路的共模抑制比和电路性能，输入级有反相输入端“-”、同相输入端“+”两个输入端；中间级：主要作用是提高电压增益，一般由多级放大电路组成；第8章集成运算放大器8.1集成运算放大器简介输出级：一般由电压跟随器或互补电压跟随器所组成，以降低输出电阻，提高带负载能力。并尽可能扩大动态范围，增大输出电压幅度，提高输出功率。偏置电路：为各级提供合适的工作电流。一般由各种类型的电流源电路组成。此外还有一些过载保护电路及高频补偿环节等辅助环节。2.集成运放的结构特点（1）元器件参数的精度较差，但误差的一致性好，宜于制成对称性好的电路，如差动放大电路。（2）制作电容困难，所以级间采用直接耦合方式。（3）制作三极管比制作电阻更方便，所以常用由三极管或场效应管组成的恒流源为各级提供偏置电流，或者用做有源负载。（4）采用一些特殊结构，如横向PNP管（β低、耐压高、fT小）、双集电极晶体管等。第8章集成运算放大器8.1集成运算放大器简介3.集成运放的电路符号与外形集成运放的图形符号如图8-2所示，是国际标准符号。三角形表示放大器，三角形所指方向为信号传输方向，Ao为“∞”时表示开环增益极高。它有两个输入端和一个输出端。同相输入端标“+”（或P），表示输出端信号与该端输入信号同相；反相输入端“-”（或N），表示输出端信号与该端输入信号反相。输出端的“+”表示输出电压为正。第8章集成运算放大器8.1集成运算放大器简介图中只画出了两个输入端和一个输出端。同相输入端：当输入电压从同相端输入，即从“+”端与地之间输入时，输出电压与输入电压同相。反相输入端：当输入电压从反相端输入，即从“-”端与地之间输入时，输出电压与输入电压反相。图中分别用u+，u-和uo表示集成运放的同相输入端、反相输入端和输出端对地的电压。实际集成运放有圆壳式封装、扁平式封装和双列直插式封装等，如图8-3所示。目前前面两种已不再使用。集成运放的引脚除输入/输出三个端外，还有电源端、公共端（地端）、调零端、相位补偿端、外接偏置电阻端等。这些引脚虽未在电路符号上标出，但在实际使用时必须了解各引脚的功能及外接线的方式。第8章集成运算放大器8.1集成运算放大器简介1.集成运放的主要参数（1）开环电压放大倍数Ao：输出和输入之间无任何反馈元件时的差模电压放大倍数8.1.3集成运放的主要参数和理想化条件Ao一般为104~107。（2）最大输出电压UOpp：集成运放在线性区的最大不失真输出电压。（3）输入失调电压UIO：由于电路元件的不对称性，当输入电压为零时，为使输出电压为零而需在输入端所加的补偿电压。实际上常表示为输入电压为零时，输出电压UO折合到输入端的电压的值UIO一般为几毫伏，其值越小越好。第8章集成运算放大器8.1集成运算放大器简介（4）输入失调电流IIO：当输入电压为零时，两个输入端的静态电流之差的绝对值，即IIO=IB1-IB2，IIO一般为10-2μA级别，其值越小越好。（5）输入偏置电流IB：输入电压为零时，两个输入端静态电流的平均值，即IB一般为10-1μA级别，其值越小越好。（6）最大差模输入电压UidM：集成运放两个输入端之间所能承受的最大差值电压。（7）最大共模输入电压UicM：集成运放两个输入端之间所能承受的最大共模输入电压。集成运放还有输入电阻、输出电阻和共模抑制比等参数。第8章集成运算放大器8.1集成运算放大器简介2.集成运放的电压传输特性如图8-4所示为表示输出与输入电压关系的特性曲线，称为电压传输特性。第8章集成运算放大器8.1集成运算放大器简介

3.理想运算放大器的条件在分析集成运放的应用电路时，为了简化电路分析，常将集成运放理想化。理想化的条件是：第8章集成运算放大器8.1集成运算放大器简介实际运算放大器的上述指标接近理想化的条件，因此借助理想运放进行分析所引起的误差很小，工程上是允许的，而分析过程简化很多。如图8-5所示为理想运放的电路符号。4.理想运算放大器的特点当集成运放工作在线性区时有第8章集成运算放大器8.1集成运算放大器简介两个输入端电位相等，好像短接在一起一样，但并非真的短路，所以称为虚短路，简称“虚短”。由理想运放电路可知两个输入端之间输入电阻无穷大，好像断路一样，但并非真的断路，所以称为虚断路，简称“虚断”。当集成运放工作在非线性区时，由集成运放的电压传输特性可知第8章集成运算放大器8.2差动放大电路1.多级放大电路的耦合方式为了获得足够高的增益或满足对输入电阻、输出电阻的特殊要求，实用的放大电路通常由几级基本放大单元级联而成，构成多级放大电路。各级之间的连接方式称为耦合方式。常用的耦合方式有阻容耦合、变压器耦合、直接耦合三种。8.2.1直接耦合放大电路的零点漂移直接耦合又称直流耦合。优点：（1）信号传输通路没有电抗元件，可以放大直流及缓慢变化的信号；（2）体积小，便于集成。缺点：（1）各级之间静态工作点相互影响；（2）存在较严重的零点漂移问题。2.直接耦合多级放大电路的特点如果将直接耦合放大电路的输入端短路，其输出端应有一固定的直流电压，即静态输出电压。但实际上输出电压将随着时间的推移，偏离初始值而缓慢地随机波动，这种现象称为零点漂移，简称零漂。零漂实际上就是静态工作点的漂移。3.零点漂移第8章集成运算放大器8.2差动放大电路4.产生零点漂移的原因产生零点漂移的原因很多，如电源电压的波动，电路元件参数的变化以及温度对三极管参数的影响，都会使放大电路的静态工作点发生变动。即使这种变动很微小，也会被传送到下一级进行放大，这样逐级放大下去就产生了零点漂移现象。这些原因中以温度的影响最为严重(所以零点漂移也常叫温漂)；而在多组直接耦合放大电路的各级漂移中，又以第一级的漂移影响最大，因为第一级的漂移会被送到后面各级逐级放大。最终在输出端产生较大的电压漂移，这种漂移电压大到一定程度时，就无法与正常放大的信号区分，使得放大器不能正常工作。因此，抑制零漂要着重于第一级。采用高性能的差动放大电路是克服零点漂移问题的有效方法。8.2.2差动放大器的基本电路和工作原理从电路结构上说，差动放大电路由两个完全对称的单管放大电路组成。由于该电路具有许多突出优点，因而成为集成运算放大器的基本组成单元。第8章集成运算放大器8.2差动放大电路1.差动放大电路的工作原理最简单的差动放大电路如图8-6所示，它由两个完全对称的单管放大电路组成。在该电路中，晶体管VT1、VT2型号一样、特性相同，RB1为输入回路限流电阻，RB2为基极偏流电阻，RC为集电极负载电阻。输入信号电压由两管的基极输入，输出电压从两管的集电极之间提取(也称双端输出)，由于电路的对称性，在理想情况下，它们的静态工作点必然一一对应相等。第8章集成运算放大器8.2差动放大电路2.抑制零点漂移在输入电压为零，即ui1=ui2=0的情况下，由于电路对称，存在IC1=IC2，所以两管的集电极电位相等，即UC1=UC2，故uo=UC1-UC2=0。当温度升高引起三极管集电极电流增加时，由于电路对称，存在ΔIC1=ΔIC2，导致两管集电极电位的下降量必然相等，即ΔUC1=ΔUC2所以输出电压仍为零，即uo=ΔUC1-ΔUC2=0。由以上分析可知，在理想情况下，由于电路的对称性，输出信号电压采用从两管集电极间提取的双端输出方式，对于无论什么原因引起的零点漂移，均能有效地抑制。抑制零点漂移是差动放大电路最突出的优点。但必须注意，在这种最简单的差动放大电路中，每个管子的漂移仍然存在。3.动态分析差动放大电路的信号输入有共模输入、差模输入和比较输入三种类型，输出方式有单端输出、双端输出两种。第8章集成运算放大器8.2差动放大电路（1）共模输入。在电路的两个输入端输入大小相等、极性相同的信号电压，这种输入方式称为共模输入。大小相等、极性相同的信号为共模信号。很显然，由于电路的对称性，在共模输入信号的作用下，两管集电极电位的大小、方向变化相同，输出电压为零(双端输出)。说明差动放大电路对共模信号无放大作用。共模信号的电压放大倍数为零。（2）差模输入。在电路的两个输入端输入大小相等、极性相反的信号电压，即ui1=-ui2，这种输入方式称为差模输入。大小相等、极性相反的信号，为差模信号。在如图8-6所示电路中，设ui1>0，ui2<0，则在ui1的作用下，VT1管的集电极电流增大，导致集电极电位下降ΔUC1(为负值)；同理，在Ui2的作用下，VT2管的集电极电流减小ΔIC2，导致集电极电位升高ΔUC2(为正值)，由于ΔIC1=ΔIC2，很显然，ΔUC1和ΔUC2大小相等、一正一负，输出电压为uo=ΔUC1-ΔUC2。若ΔUC1=2V，ΔUC2=2V，则uo=(-2-2)V=-4V可见，差动放大电路对差模信号具有较好的放大作用，这也是其电路名称的由来。第8章集成运算放大器8.2差动放大电路（3）比较输入。两个输入信号电压大小和相对极性是任意的，既非差模，又非共模。在自动控制系统中，经常运用这种比较输入的方式。例如，我们要将某一炉温控制在1000℃，利用温度传感器将炉温转变成电压信号作为ui2加在VT2的输入端。而ui1是一个基准电压，其大小等于1000℃时温度传感器的输出电压。如果炉温高于或低于1000℃，ui2会随之发生变化，使ui2与基准电压ui1之间出现差值。差动放大电路将其差值进行放大，其输出电压为uo=

(ui1-ui2)。ui1-ui2的差值为正，说明炉温低于1000℃，此时uo为负值；反之，uo为正值。我们就可利用输出电压的正负去控制给炉子降温或升温。差动放大电路是依靠电路的对称性和采用双端输出方式，用双倍的元件换取有效抑制零漂的能力。每个管子的零漂并未受到抑制。再者，电路完全对称是不可能的。如果采用单端输出(从一个管子的集电极与地之间取输出电压)零点漂移就根本得不到抑制。为此，必须采用有效措施抑制每个管子的零点漂移。第8章集成运算放大器8.2差动放大电路4.典型差动放大电路典型差动放大电路如图8-7所示，与最简单的差动放大电路相比，该电路增加了调零电位器RP、发射极公共电阻RE和负电源EE。下面分析电路抑制零点漂移的原理、发射极公共电阻RE(可以认为调零电位器RP是RE的一部分)和负电源EE的作用。第8章集成运算放大器8.2差动放大电路由于电路的对称性，无论是温度的变化还是电源电压的波动，都会引起两个三极管集电极电流和电压的相同变化，即ΔUC1=ΔUC2，或ΔUO1=ΔUO2，因此，其中相同的变化量互相抵消，使输出电压不变，从而抑制了零点漂移。当然，实际情况是：为了克服电路不完全对称引起的零点漂移及减小每个三极管集电极对地的漂移电压，电路中增加了发射极公共电阻RE，它具有电流负反馈作用，可以稳定静态工作点。例如温度升高时，VT1和VT2的集电极电流IC1和IC2都要增大，它们的发射极电流IE2和IE2会增大，流过发射极公共电阻的电流IE=IE2+IE2也会增大，RE上的电压增大，VT1和VT2的发射极电位升高，使UBE2和UBE2减小，则IB1和IB2减小，从而抑制了IC1和IC2的增加。这样，由于温度变化引起的每个管子的漂移，通过RE的作用得到了一定程度的抑制。抑制零点漂移的过程，如图8-8所示。由温度变化造成每个三极管输出电压的漂移都得到一定程度的抑制，且RE的阻值越大，抑制零漂的作用就会越强。第8章集成运算放大器8.2差动放大电路由于差模信号使两个三极管的集电极电流一增一减，只要电路的对称性足够好，其变化量的大小相等，流过RE的电流就等于静态值不变，因此RE对差模信号的放大基本上不产生影响。既然RE不影响差模信号的放大，为了使RE抑制零漂的作用显著一些，其阻值可以取得大一些。但是，在UCC一定的情况下，过大的RE会使管压降UCE变小，静态工作点下移，集电极电流减小，电压放大倍数下降。为此，接入负电源EE来补偿RE上的静态压降(一般使EE=URC)，从而保证两个三极管合适的静态工作点。在输入信号电压为零时，因电路不会完全对称，会使输出电压不等于零。这时可调节电位器RP使输出电压为零，所以RP称为调零电位器。但因RP会使电压放大倍数降低，所以其阻值不宜过大，一般为几十欧到几百欧。由以上分析可知，典型差动放大电路既可利用电路的对称性、采用双端输出的方式抑制零点漂移；又可利用发射极公共电阻RE的作用抑制每个三极管的零点漂移、稳定静态工作点。因此，这种典型差动放大电路即使是采用单端输出，其零点漂移也能得到有效地抑制。所以这种电路得到了广泛的应用。第8章集成运算放大器8.2差动放大电路差动放大电路有两个输入端和两个输出端，所以信号输入、输出方式有如下四种情况。8.2.3输入—输出方式双端输入、双端输出的情况如图8-9a所示，根据前面分析的差模电压放大倍数为1.双端输入、双端输出差动输入电阻rid和输出电阻rod分别为第8章集成运算放大器8.2差动放大电路双端输入、单端输出的情况如图8-9b所示，由于输出只从VT1的集电极输出，所以输出电压只有双端输出的一半，即差模电压放大倍数为2.双端输入、单端输出如果从VT2管输出，只是Uo的相位与前者相反输入电阻和输出电阻分别为第8章集成运算放大器8.2差动放大电路第8章集成运算放大器8.2差动放大电路共模电压放大倍数为共模抑制比单端输入、双端输出的情况如图8-9c所示，Ui仅加在VT1管输入端，VT2管的输入端接地；或者Ui仅加在VT2管输入端，VT1管的输入端接地：这种输入方式称为单端输入，是实际电路中最常见的一种。若忽略电路对共模信号的放大作用，则单端输入就等效为双端输入情况，故双端输入、双端输出的结论均适用单端输入、双端输出。这种接法的特点是把单端输入的信号转换成双端输出，作为下一级的差动输入，适用于负载两端任何一端不接地，而且输出正负对称性好的情况。而实际上常常需要对地输出，所以单端输入、双端输出接法就不适用。3.单端输入、双端输出第8章集成运算放大器8.2差动放大电路单端输入、单端输出的情况如图8-9d所示，它与双端输入、单端输出等效。这种接法的特点是具有很强的抑制零漂的能力，而且可以根据不同的输出端，得到同相和反相关系。综上所述，差动放大电路的电压放大倍数仅与输出形式有关，只要是双端输出，它的差模电压放大倍数与单管基本放大电路相同；如为单端输出，它的差模电压放大倍数是单管基本放大电路电压放大倍数的一半。输入电阻是相同的。4.单端输入、单端输出第8章集成运算放大器8.3基本运算电路如图8-10所示为反相比例运算电路，输入电压ui通过电阻R1加到集成运放的反相端，所以输出电压uo与ui反相。反馈电阻RF跨接在集成运放的输出端和反相输入端，引入的是电压并联负反馈。同相输入端经电阻R2接地。R2称为直流平衡电阻，其作用是使集成运放两输入端的对地直流电阻相等，故R2=R1//RF。8.3.1反相比例运算电路比例运算电路的输出电压和输入电压之间存在一定的比例关系。比例运算电路是最基本的运算电路，是各种运算电路的基础。根据输入信号的接法不同，比例运算电路分为反相比例运算电路和同相比例运算电路。它们是构成各种复杂运算电路的基础，是最基本的运算放大电路。第8章集成运算放大器8.3基本运算电路根据理想运放“虚短”和“虚断”的概念可得上式表明uo与ui是反相比例关系，且比例关系只取决于RF与R1的比值，而与集成运放本身的参数无关。若R1=RF，则有uo=-ui，该电路称为反相电路。由反相比例运算电路可得其输入电阻为第8章集成运算放大器8.3基本运算电路虽然理想运放的输入电阻为无穷大，引入并联负反馈后，反相比例运算电路的输入电阻并不大。电路中R2=R1//RF为平衡电阻，其作用是使集成电路的两个输入端在静态时对地有相同的等效电阻。反相比例运算电路主要有如下特点：（1）它是深度电压并联负反馈电路，可作为反相放大器，调节R1、RF比值即可调节放大倍数Auf；Auf值可大于1也可小于1；（2）输入电阻等于R1，较小；（3）u-=u+=0，所以运放共模输入信号等于零，对集成运放KCMR的要求较低。这也是所有反相运算电路的特点；（4）根据反相运算电路中u-=u+=0这种情况，常将集成运放输入端称为“虚地”。第8章集成运算放大器8.3基本运算电路如图8-11所示为同相比例运算电路，输入电压ui通过电阻R2作用于集成运放的同相输入端，所以输出电压uo与ui同相。反馈电阻RF跨接在集成运放的输出端和反相输入端，引入的是电压串联负反馈。反相输入端经电阻R1接地。平衡电阻R2=R1//RF。8.3.2同相比例运算电路第8章集成运算放大器8.3基本运算电路根据运放输入端“虚断”“虚短”可得虚断上式表明uo与ui是同相比例关系，且比例关系只取决于RF与R1的阻值，而与集成运放本身的参数无关。第8章集成运算放大器8.3基本运算电路若RF=0，R1=∞，则有uo=ui，该电路称为电压跟随器，如图8-12所示。根据运算同相端“虚断”可得，同相比例运算电路的输入电阻为R1=∞；因此，同相比例运算电路主要有如下特点：（1）它是深度电压串联负反馈电路，可作为同相放大器，调节R1、RF值即可调节放大倍数AuF，电压跟随器是它的应用特例；（2）输入电阻趋于无穷大。在同相放大器电路分析中不存在“虚地”概念，只能利用“虚短”和“虚断”进行分析。第8章集成运算放大器8.3基本运算电路加法运算就是对多个输入信号进行求和，根据输出信号和求和信号反相还是同相分为反相加法运算和同相加法运算两种方式。8.3.3加法运算（1）反相输入加法运算电路。如图8-13所示为反相输入加法运算电路，是利用反相比例运算电路实现的。图中，输入信号ui1、ui2、ui3分别通过电阻加至运放的反相输入端，做反相加法运算的电路。平衡电阻R2=R11//R12//R13//RF。1.加法运算电路第8章集成运算放大器8.3基本运算电路联立以上两式可得：

根据运放同相端“虚断”，对ui1、ui2应用叠加原理可求取第8章集成运算放大器8.3基本运算电路根据同相输入时输出电压与运放同相端电压u+的关系式可得可见实现了同相加法运算。若R2=R3=R4，2R1=RF，则上式可简化为uo=ui1+ui2。这种电路在改变某一路输入端电阻时，会影响其他各路信号的输出比例，因此调节不便。此外，由于不存在“虚地”，使运放的共模输入电压较高，因而在实际工作中，这种电路不如反相输入方式的加法运算电路应用广泛。第8章集成运算放大器8.3基本运算电路如图8-15所示为单级运放减法运算电路，这种形式的电路实际就是由单级运放构成的差分放大电路。在图中，输入信号ui1、ui2分别加至反相输入端和同相输入端。对该电路同样用“虚短”和“虚断”来分析。8.3.4减法运算电路第8章集成运算放大器8.3基本运算电路首先，设当ui1单独作用时，ui2=0接零，此时电路相当于一个反相比例运算电路，可得ui1产生的输出电压uo1为：同理，设当ui2单独作用时，ui1=0接零，电路为同相比例运算电路，则有输出电压电路总的输出电压为应用叠加原理可求得总输出电压为

第8章集成运算放大器8.3基本运算电路将反相比例运算电路中的反馈电阻RF换成电容，就构成如图8-16所示的积分运算电路。8.3.5积分运算电路第8章集成运算放大器8.3基本运算电路联立以上两式可得由上式可知uo与ui成积分关系，其中R1CF为时间常数，负号表示uo与ui反相。第8章集成运算放大器8.3基本运算电路例如，设ui为如图8-17所示的阶跃电压。

第8章集成运算放大器8.3基本运算电路当输出电压uo达到集成运放的负向饱和值-UoM时，停止积分。如图8-19所示，在积分运算电路的反相输入端增加几个输入支路，就构成了加法—积分运算电路。利用叠加原理可得输出电压uo为输入电压ui1和ui2单独作用时输出电压的代数和，所以可得：从而实现了ui1、ui2的积分—加法运算。第8章集成运算放大器8.3基本运算电路将积分运算电路中的R1和C对调位置，就构成了如图8-20所示的微分运算电路。8.3.6微分运算电路第8章集成运算放大器8.3基本运算电路联立以上两式可得上式中uo与ui成微分关系，负号表示两者反相。当集成运放工作在开环或正反馈状态时，输出电压uo不是趋向于正饱和值UoH，就是趋于负饱和值UoL，输出与输入不再有线性关系，而是非线性关系。8.3.7比较输入运算电路电压比较器是用来比较两个电压大小的电路。如图8-21所示为由集成运放构成的同相电压比较器。1.电压比较器第8章集成运算放大器8.3基本运算电路集成运放的反向输入端接参考电压uR，同相输入端接输入被比较电压ui。当ui与uR比较导致u+>u-时，集成运放输出正饱和值UoH，当ui与uR比较导致u+<u-时，集成运放输出负饱和值UoL。如图8-22所示为基本电压比较器的电压传输特性图。第8章集成运算放大器8.3基本运算电路当参考电压uR=0时，则反相输入端接地，ui与零电压比较，电路称为过零比较器。利用过零比较器可将正弦波变为方波。如图8-23所示为过零比较器电路和ui是正弦波电压时，过零比较器输入电压ui、输出电压uo的波形。图8-23所示为过零比较器及其输入、输出电压波形。第8章集成运算放大器8.3基本运算电路如图8-24所示为存在干扰时，单限比较器的输出、输入波形。为解决这一问题，常常采用滞回电压比较器。2.滞回比较器（迟滞比较器）第8章集成运算放大器8.3基本运算电路（1）电路结构与传输特性。反相滞回电压比较器有两个门限电平，故传输特性呈滞回状态。电路图及其传输特性如图8-25所示。第8章集成运算放大器8.3基本运算电路滞回电压比较器用于控制系统时主要优点是抗干扰能力强。存在干扰时，滞回比较器的输入、输出波形如图8-26所示。第8章集成运算放大器8.3基本运算电路半导体集成电路识别与检测知识拓展一、集成电路外引线的识别使用集成电路前，必须认真查对和识别集成电路的引脚，确认电源、接地、输入、输出及控制等相应的引脚号，以免因错接而损坏器件。引脚排列的一般规律如下。①圆型集成电路：识别时，面向引脚正视。从定位销顺时针方向依次为1，2，3，4……。②扁平和双列直插型集成电路：识别时，将文字符号标记正放（一般集成电路上有一缺口，将缺口或圆点置于左方），由顶部俯视，从左下脚起，按逆时针方向数，依次为1，2，3，4……。二、集成电路的检测1.在线检测与脱机检测①在线检测：测量集成电路各脚的直流电压，与标准值比较，判断集成电路的好坏。②脱机检测：测量集成电路各脚间的直流电阻，与标准值比较，判断集成电路的好坏。测得的数据与集成电路资料上数据相符，则可判定集成电路是好的。圆型多用于模拟集成电路，扁平型多用于数字集成电路，双列直插型广泛应用于模拟和数字集成电路。第8章集成运算放大器8.3基本运算电路2.在线检测的技巧在线检测集成电路各引脚的直流电压时，为防止表笔在集成电路各引脚间滑动造成短路，可将万用表的黑表笔与直流电源的“地”端固定连接，方法是在“地”端焊接一段带有绝缘层的铜导线，将铜导线的裸露部分缠绕在黑表笔上，放在电路板的外边，防止与板上的其他地方连接。这样用一只手握住红表笔，找准欲测量集成电路的引脚，另一只手可扶住电路板，保证测量时表笔不会滑动。3.集成电路的替换检测当集成电路整机线路出现故障时，检测者往往用替换法来进行集成电路的检测。用同型号的集成块进行替换试验，是见效最快的一种检测方法。但是要注意，替换试验的前提是必须保证负载不短路。第8章集成运算放大器本章实训差动放大器实训目的1.理解差动放大器性能及特点；2.学习差动放大器主要性能指标的测试方法。实训器材1.±12V直流电源；2.函数信号发生器；3.双踪示波器；4.交流毫伏表；5.直流电压表；6.模电实验箱。实训原理如图8-27所示是差动放大器的基本结构。它由两个元件参数相同的基本共射极放大电路组成。当开关S拨向左边时，构成典型的差动放大器。调零电位器RP用来调节VT1、VT2管的静态工作点，使得输入信号Ui＝0时，双端输出电压Uo＝0。RE为两管共用的发射极电阻，它对差模信号无负反馈作用，因而不影响差模电压放大倍数，但对共模信号有较强的负反馈作用，故可以有效地抑制零漂，稳定静态工作点。第8章集成运算放大器本章实训差动放大器当开关S拨向右边时，构成具有恒流源的差动放大器。它用晶体管恒流源代替发射极电阻RE，可以进一步提高差动放大器抑制共模信号的能力。第8章集成运算放大器本章实训差动放大器实训内容和步骤1.典型差动放大器性能测试按图8-27所示连接实验电路，开关S拨向左边构成典型差动放大器。（1）测量静态工作点。①调节放大器零点。信号源不接入。将放大器输入端A、B与地短接，接通±12V直流电源，用直流电压表测量输出电压Uo，调节调零电位器RP，使Uo＝0。调节要仔细，力求准确。②测量静态工作点。零点调好以后，用直流电压表测量VT1、VT2管各电极电位及射极电阻RE两端电压URE，记入表8-1。第8章集成运算放大器本章实训差动放大器（2）测量差模电压放大倍数。断开直流电源，将函数信号发生器的输出端