《集成运放》PPT课件.ppt

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1、第5章集成运算放大电路5.1集成运算放大器简介5.2集成运算放大器的线性应用5.3集成运算放大器的非线性应用5.4集成运算放大器应用实例5.5使用集成运算放大器应注意的问题集成电路:将整个电路的各个元件做在同一个半导体基片上。高增益的直接耦合的集成的多级放大器。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；5.1集成运算放大器简介一集成运算放大器芯片1概念圆壳式双列直插式扁平式单列直插式菱形式集成电路的封装形式封装形式是指安装半导体集

2、成电路芯片用的外壳。1.电路元件制作在一个芯片上，元器件精度低，但具有良好的一致性和同向偏差，有利于实现需要对称结构的电路。采用直接耦合，差分放大电路。2.在集成电路中，制造三极管（NPN）比制造大电阻和二极管方便。大电阻用恒流源代替或外接；二极管一般用三极管的发射结构成。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.电感不能集成，如需电感，也只能外接。集成电路结构特点集成电路的芯片面积小，集成度高，所以功耗很小，在毫瓦以下。2.集成运放的原理电路集成运算放大器是一个高增益直接耦合放大电路，它的方框图如图所

3、示。输入级要使用高性能的差分放大电路，它必须对共模信号有很强的抑制力，而且采用双端输入双端输出的形式。偏置电流源可提供稳定的几乎不随温度而变化的偏置电流，以稳定工作点。互补输出级由PNP和NPN两种极性的三极管或复合管组成，以获得正负两个极性的输出电压或电流。具体电路参阅功率放大器。中间放大级要提供高的电压增益，以保证运放的运算精度。中间级的电路形式多为差分电路和带有源负载的高增益放大器。-VEE+VCCERCT1RCT2T5T6RC3RE2RC4RE3T7T9T8RE4RE5T11T10RL第4级：互补对称射极跟随器差动放

4、大器第2级第1级：差分放大器第3级：单管放大器–+极性判断集成运放内部结构（举例）Ri大:几十k几百k运放的特点：KCMR很大Ro小：几十几百Aod很大:104107理想运放：RiKCMRRo0Aod运放符号：uo－＋＋u-u+∞国内符号反相输入端同相输入端国际符号＋－uNuPuoAod差模开环放大倍数3.集成运算放大器芯片简介（1）外形与符号运算放大器外形图(a)(b)(a)国家标准符号(b)原符号（2）LM324简介LM324是TTL电路的一个典型产品，属于通用型集成运放。具有较宽的电压范围，

5、既可采用双电源供电，也可采用单电源供电。1.开环差模电压放大倍数Aod开环状态、输出不接负载时的差模放大倍数。一般在105108.5（100～170dB）之间。理想运放Aod为。2.共模抑制比KCMR其典型值在80dB以上，性能好的高达180dB。3.差模输入电阻Rid4.输出电阻RoRo=几十-几百。二集成运放的主要参数双极型管Ri>1M，场效应管可达100M以上。KCMR=20lg(Aod/Aoc)(dB)5.输入失调电压UIO及其温漂dUIO/dTUIO是使输出电压为零时在输入端所加的补偿电压uI=0时，输

6、出电压折合到输入端电压的负值：UIO=-uo/AoddUIO/dT是UIO温度系数，是衡量运放温漂的重要参数，其值愈小，温漂愈小.UIO愈小愈好，一般为（1～10）mV。uoUIO+–表征运放内部电路对称性的指标。NEXT六、输入失调电流IIO及其温漂dIIO/dTIIO=

7、IBP-IBN

8、：反映输入级差放管输入电流的不对称程度。一般为1nA～0.1A七、输入偏置电流IIB集成运放输入电压为0时，两输入端静态电流的平均值一般为10nA～1AVO–+IBNIBP+VCC含义：IIB小输入阻抗高，零漂小八、最大共模输入电压

9、UIcmax输入级正常工作允许的最大共模输入电压。共模电压超过此值时，输入差分对管出现饱和，KCMR显著下降，放大器失去共模抑制能力。九、最大差模输入电压UIdmax指运放同相端和反相端之间所能承受的最大电压值。超过后，可能会使输入级的管子反向击穿。三理想运放及其重要结论uiuo_++AvouPuNuo+UOM-UOMui=up-uN线性放大区ABui在AB之间，工作在线性工作区；ui在AB之外，工作在非线性工作区。1电压传输特性及工作模式4）输入失调电压和输入失调电流为零。2集成运放理想化的条件1）开环电压放大倍数Kd

10、→∞；2）输入阻抗ri→∞；3）输出阻抗ro→0；3理想运放的两个重要结论（1）虚短因为Ad→∞，则ui=u+-u-=uo/Kd=0，所以u+=u-。这样，两个输入端可以认为是虚连接，当其中一个输入端接地时，另一个输入端也为零电位，称为“虚地”(imaginaryground)。因为ri→