电工电子技术第11章课件.ppt

《电工电子技术第11章课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第11章集成运算放大器及其应用11.1集成运算放大器的基本概念11.2运算放大器中的反馈11.3信号的运算电路11.4信号处理电路11.5信号产生电路11.6集成运放应用中注意几个问题11.7工程应用举例11.8集成运放电路的Multisim仿真11.1.1集成电路的概念集成电路：（integratedcircuit）是采用半导体制作工艺(氧化、光刻、扩散、外延、蒸铝等)，把整个电路中的晶体管、电阻、电容、导线等集中制作在一小块半导体（硅）基片上，组成一个完整的不可分割的电子电路整体。它具有元件密度高、体积小、重量轻、成本

2、低等诸多优点，而且实现了元件电路和系统的结合，使外部引线数目大大减少，极大地提高了电路的可靠性和稳定性。常用字母“IC”表示。集成电路的种类很多，通常按照功能、集成度、导电类型进行分类。⑶波形产生电路：产生正弦波、方波、锯齿波等波形的电路。11.1.1集成电路介绍1.按功能分类：集成电路可分为模拟集成电路和数字集成电路两大类。2.按集成度大小分类：集成电路可分为小规模集成电路（SSI）、中规模集成电路（MSI）、大规模集成电路（LSI）和超大规模集成电（VLSI）。3.按导电类型分类：集成电路可分为双极型和单极型及兼容型三

3、种。双极型的制作工艺复杂，功耗较大，例TTL、ECL、HTL、LST-TL、STTL等类型。单极型的制作工艺简单，功耗也较低，易于制成大规模集成电路，例CMOS、NMOS、PMOS等类型。11.1.2集成运算放大器概述集成运算放大器：（简称：集成运放）是20世纪60年代初研发的模拟集成电路众多品种中应用最为广泛的代表之一，运算放大器本质上是一种具有高电压增益、高输入电阻、低输出电阻（带负载能力强）和深度负反馈的多级直接耦合放大电路。按其特性常分为通用型和专用型。各种运放的外形示意图如下所示。11.1.2集成运算放大器集成运

4、放的主要应用：⑴信号运算电路：主要有比例、加、减、积分、微分、对数、指数等功能。⑵信号处理电路：有源滤波器、电压比较器、采样—保持电路、精密整流电路等。⑶波形产生电路：产生正弦波、方波、锯齿波等波形的电路。1.集成运放的组成11.1.3集成运放的基本组成及指标2.集成运放的电路符号11.1.3集成运放的基本组成及指标1.）开环差模电压增益Audo运放不接反馈电路时的差模电压放大倍数。该参数愈高，其运算电路越稳定，精度也越高。2.）最大输出电压Uomax使输出和输入保持不失真关系的最大输出电压。3.）最大输出电流Iomax在

5、额定电源电压下，达到最大输出电压时所输出的最大电流。3.集成运放的参数5.）共模抑制比KCMRR主要由运放输入级差分电路决定，其值越大越好。4.）输入失调电压UIO和输入失调电流IIO以及输入偏置电流IIB愈小愈好3.集成运放的参数6.）差模输入电阻Rid它反映运放对信号源的利用率，其值越大越好。7.）输出电阻Ro它反映运放带负载的能力，其值越小越好。11.1.4集成运放的传输特性集成运放的正向电压传输特性uo=f(ui)1.线性区：uo=Audo(u+–u–)2.非线性区(饱和区)：u+>u–时，uo=+UOHu+

6、时，uo=–UOL图11-5a)11.1.5理想运放和虚断、虚短的概念1.在分析运算放大器的电路时，一般将运放看成是理想的器件。运放理想化的要条件：1.)开环电压放大倍数2.)开环输入电阻3.)开环输出电阻4.)共模抑制比2.理想运放的电压传输特性及分析的重要依据：虚断、虚短。因为：(1)差模输入电压约等于0即u+=u–,称“虚短”(2)输入电流约等于0即i+=i–0,称“虚断”注意：Audo越大，运放的线性范围越小，必需加负反馈才能使其工作在线性区。11.1.5理想运放和虚断、虚短的概念图11-6a)所以：I11.2运

7、算放大器中的反馈11.2.1反馈的基本概念1.反馈：将放大电路输出端的信号(电压或电流)的一部分或全部通过某种电路引回到输入端。2.反馈的正、负：若反馈信号削弱了净输入信号,电路为负反馈；反馈信号增强了净输入信号，则为正反馈。3.直流反馈和交流反馈：反馈环路内直流信号可以流通，则产生直流反馈；反馈环路内交流信号可以流通，则产生交流反馈；若反馈环路内直流信号和交流信号均可以流通，则既有直流反馈又有交流。11.2.2交流负反馈的类型负反馈放大器的原理框图如下：1.深度负反馈的概念称开环电压放大倍数称反馈系数称闭环电压放大倍数图

8、11-7∵是负反馈，即∴11.2.2交流负反馈的类型1.深度负反馈的概念在该式中是衡量反馈程度的一个重要指标，称为反馈深度。，称之为深度负反馈。当2．电压反馈和电流反馈11.2.2交流负反馈的类型按电路结构判定：在交流通路中，若放大器的输出端和反馈网络的取样端处在放大器输出端的同一个电极上（指规定的正方