模拟电子线路(陆秀令 韩清涛) (2).pptx

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1、教学提示：集成运算放大器（简称集成运放）是应用极为广泛的一种电路，按其功能可分为数字集成电路和模拟集成电路，本章主要阐述模拟集成运算放大器的基本原理，其典型电路包括比例运算电路、加法运算电路、减法运算电路、积分运算电路、微分运算电路等等。同时本章结合实际，列举一些典型题例，说明集成运算放大器在实际生产中的应用。第 3章集成运算放大器及应用教学要求：本章让学生了解集成放大器的基本组成、工作原理;掌握各种典型电路的分析和求解。集成电路是利用氧化，光刻，扩散，外延，蒸铝等集成工艺，把晶体管，电阻，导线等集

2、中制作在一小块半导体基片上，构成一个完整的电路。按功能可分为模拟集成电路和数字集成电路两大类，其中集成电路运算放大器（线性集成电路，以下简称集成运放）是模拟集成电路中应用最广泛的，它实质上是一个高增益的直接耦合多级放大电路。集成电路具有如下特点：1．电路结构和元器件的性能参数比较一致，对称性好。2．高阻值电阻在集成电路中常用三级管组成的恒流源替代。3．大电容和电感不易制造，多级放大电路都用直接耦合方式。4.在集成电路中，二极管常用三极管的发射结代替。3.1集成运放的电路基础3.1.1集成运放的组成和

3、主要性能1.集成运放的组成集成运算放大器通常由输入级、中间级、输出级和偏置电路等四个部分组成。其内部电路结构框如图3-1所示。图3-1集成运算放大器组成输入级一般是由BJT或MOSFET组成的恒流源差动放大电路，以减少整个电路和零点漂移，提高共模抑制比，减少噪声和失真。同时，尽可能提高差模输入电阻。中间级的主要作用是提高电压增益，一般是由复合管组成的有源负载电压放大电路或组合放大电路，而且通常是多级放大的电路。输出级一般是有源负载射极输出器或互补对称输出电路，以减少输出电阻，提高带负载能力，并尽可能

4、扩大动态范围，增大输出电压幅度，提高输出功率。偏置电路的作用是为各级电路提供合适和稳定的偏置电流，一般是由各种类型的电流源电路组成。图3-2为集成运算放大器的电路符号图的两种典型表示。图中标出了两个差动输入端和一个输出端。标“+”号的端口为同相输入端，信号从该端输入时，输出信号电压与输入信号电压相位相同；标“—”号的端口为反相输入端，输出信号电压与端的输入信号电压相位相反。图3-2集成运算放大器的电路符号图2. 集成运放的性能指标集成运算放大器的性能指标和技术参数很多，这里介绍其主要性能参数。2.1

5、输入失调电压及其温漂.对于理想运放，输入电压为0时，输出电压也应为0，但实际运放的输出一般不为0，为了使集成运放输出直流电压为零，在两输入端之间需加的补偿电压定义为输入失调电压，越小越好，一般量级之间。的温度系数称为温漂，定义为2.2输入偏置电流集成运放输出直流电压为零时,两输入端偏置电流的平均值定义为,即3-2一般而言,越小越好。通常运放的在几个量级；输入级运放的在量级；输入级运放的在量级。2.3输入失调电流及其温漂.集成运放输出直流电压为零时，两输入端偏置电流的差值定义为输入失调电流，即在规定温

6、度范围内，的温度系数又称为温漂，定义为3-32.4开环差模电压增益在标称电源电压及规定负载条件下，集成运放工作在线性区，且无反馈时，其差模输出电压与差模输入电压之比定义为。集成运放的一般在之间。2.5差模输入电阻与输出电阻集成运放的定义为其差放输入级的差模输入电阻，为其输出级的输出电阻。通常，越大，越小，则性能越好。2.6共模抑制比集成运放的与差动放大电路相同。同样地，越大，对共模干扰信号的抑制能力越强。集成运放的一般为。2.7最大差模输入电压是指集成运放两输入端之间所允许加的了大电压差，超过，运放

7、输入级差动对管将被反向击穿。2.8最大共模输入电压是指集成运放允许的最大共模输入电压。超过运放的共模抑制比将显著下降。此外，还有其他一些指标参数，这里不一一赘述，读者可查阅相关IC手册。3.1.2理想运放和“虚短”、“虚断”的概念1.1理想运放的条件在分析集成运放应用电路时，往往把集成运放看成是一个理想运放器件，以简化应用电路的分析过程中。理想运放的主要条件是：（1）差模开环电压增益；（2）差模办入电阻；（3）输出电阻；（4）共模模抑制比；实际的集成运放不可能达到上述理想化条件，因此在分析估算集成运

8、放应用电路时，将实际运放视为理想运放必然会存在一些误差。一般情况下，这种误差比较小，在工程上是允许的。1.2理想运放线性工作状态特性分析理想运放处于各种不同工作状态时会呈现不同的特性。这些特性是分析集成运放应用电路的重要依据。如图3-3所示，运放的输出电压和输入电流分别为图3-3理想运放特性分析因为理想运放的，所以由上述两式可得式（3-6）表明工作于线性状态的理想运放两输入端的电压相等，即，如同两输入端短路一样，这种特性称为“虚短”特性。式（3-7）表明，理想运放两输