电工电子技术课程课件集成运算放大器及其应用.ppt

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1、集成运算放大器及其应用本章教学基本要求了解集成运算放大器的基本组成。理解运算放大器的电压传输特性，了解其主要参数的意义。掌握理想运算放大器的表示符号和基本分析方法。理解用运放组成的比例、加减、微分、积分运算电路的工作原理。了解有源滤波电路的工作原理。理解电压比较器的工作原理及应用。本章讲授学时:4学时自学学时:20学时主要内容集成运算放大器简介理想集成运算放大器集成运放的应用本章小结集成运算放大器简介概述集成运算放大器的组成集成运算放大器的特点集成运算放大器的主要参数概述集成运放实质上是一种双端输入、单端输

2、出的具有高电压放大倍数，高输入阻抗、低输出阻抗的直接耦合放大器。1.集成电路的外形：国产集成运放的封装外形主要采用圆壳式和双列直插式。概述CF741接线如图所示，双列直插式集成运放的管脚顺序是，管脚向下，标志于左，序号自下而上逆时针方向排列。2.集成运放的管脚顺序及功能CF741外接线图接正电源(+9~+18)V接负电源（-9~-18）V为同相输入端（输出信号与输入信号同相位）为反相输入端（输出信号与输入信号反相位）为空脚为输出端脚1、4、5外接调零电位器2—反相输入端6—输出端3—同相输入端7—正电源端4

3、—负电源端8—闲置端（NC）1、5—接调零电位器概述集成电路构成: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、功耗集成电路内部结构的特点：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。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。几十pF以下的小电容用PN结的结电容构成、大电容要外接。二极管一般用三极管的发射结构成。集成运算放大器的组成对输入级的要求：尽量减小零点漂移,尽量提高KCMRR,输入阻

4、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。输入级中间级偏置电路输出级输入端输出端采用直接耦合的方式：集成化，放大缓变信号和直流信号输入级：由差放构成。可减小零点漂移和抑制干扰。中间级：共射放大电路。用于电压放大。输出级：互补对称电路。降低输出电阻，提高带载能力偏置电路：恒流源电路构成。确定运放各级静态工作点集成运算放大器的组成集成运算放大器的组成UEEu+uou–反相输入端同相输入端T3T4T5T1T2IS输入级中间级

5、输出级与uo反相与uo同相集成运算放大器的组成-内部结构-UEE+UCCERCT1RCT2T5T6RC3RE2RC4RE3T7T9T8RE4RE5T11T10RL第4级：互补对称射极跟随器差动放大器第2级第1级：差动放大器第3级：单管放大器–+极性判断集成运算放大器的特点为满足运算精度的要求，理想集成运算放大器的开环电压放大倍数的数值很大。零点漂移小。差模输入电阻很高，一般在105～1011范围，如果用MOS集成电路，输入级的输入电阻高达1011以上。输出电阻很低，一般输出级都采用互补对称电路作为输出级，所

6、以，输出电阻一般在几十欧到几百欧集成运算放大器的特点ri大:几十k几百kKCMRR很大ro小：几十几百Ao很大:104107理想运放：riKCMMRRro0Ao运放符号：＋－u－u+uo－＋＋u－u+uo∞国际符号国内符号集成运算放大器的特点运算放大器的传输特性o+Uo(sat)-Uo(sat)实际特性理想特性u+-u-uo集成运算放大器的主要参数1.开环差模电压放大倍数Auo希望Auo越大越好。2.最大输出电压UoPP在一定电源电压下，集成运放输出电压和输入电压保持不失真关系的

7、输出电压的峰值称为最大输出电压。其值比电源电压小。如电源电压为15V，该值为10V左右。3.最大差模输入电压UidmaxUidmax是指集成运放的反向输入端和同向输入端之间所能承受的最大电压。集成运算放大器的主要参数4.最大共模输入电压UicmaxUicmax是指集成运放所能承受的最大共模输入电压，超过这个值，集成运放的共模抑制比将明显下降，甚至造成器件损坏。5.差模输入电阻ridrid是指集成运放两个输入端之间的电阻值。rid越大越好，它标志集成运放输入端向差模信号源索取信号电流的能力大小。6.输出电阻r

8、oro是指集成运放输出级的输出电阻。它反应了运放的带负载能力。7.共模抑制比KCMRRKCMRR是指集成运放的开环差模输入电压放大倍数与共模输入电压放大倍数之比值，用来衡量输入级各参数的对称程度。KCMMR越大，运放的共模抑制能力越强。理想集成运算放大器理想集成运放的电路模型（1）开环电压放大倍数（2）差模输入电阻（3）开环输出电阻（4）共模抑制比理想集成运放的传输特性实际特性理想特性理想集成运算放大器传输特性的