集成运算放大器ppt课件
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集成电路的技术发展将直接促进整机的小型化、高性 能化、多功能化和高可靠性。毫不夸张地说，集成电路 是工业的“食粮”和“原油”。
3
第一节 集成运算放大器
集成运算放大器简称运放，是一种多端集成电路。集成
运放是一种价格低廉、用途广泛的电子器件。早期，运放主
要用来完成模拟信号的求和、微分和积分等运算，故称为运
运放的输入级。利 用差分电路的对称 特性可提高整个电 路的共模抑制比和 电路性能。
中间级的主要作 用是提高电压增 益。一般由多级 放大电路组成。
输出级常用电压跟 随器或互补电压跟 随器组成，以降低 输出电阻，提高带 负载能力。
集成运放内部主要有上述三个部分，其外部还常接有偏 置电路，以便向各级提供合适的工作电流。
饱和区
O u+– u– –Uo(sat)
集成运算放大电路的电压传输特性曲线
9
Aod
二、理想集成运算放大器
+UCC
理想运算放大器是将集成 运放进行理想化，理想化的基 本条件是: (1)开环差模电压放大倍数Aod = ∞; (2)差模输入电阻 rid = ∞; (3)输出电阻ro=0; (4)共模抑制比Kcm为∞。
2
在半导体制造工艺的基础上，把整个电路中的元器件 制作在一块硅基片上，构成特定功能的电子电路，称为 集成电路(英文简称IC)。集成电路的体积很小，但性能 却很好。自1959年世界上第一块集成电路问世至今，只 不过才经历了四十来年时间，但它已深入到工农业、日 常生活及科技领域的相当多产品中。例如在导弹、卫星、 战车、舰船、飞机等军事装备中；在数控机床、仪器仪 表等工业设备中；在通信技术和计算机中；在音响、电 视、录象、洗衣机、电冰箱、空调等家用电器中都采用 了集成电路。
算放大器。现在，运放的应用已远远超过运算的范围。它在
通信、控制和测量等设备中得到广泛应用。
单列 扁平式
圆壳式
双列 直插式
单列 直插式
直插式
扁平式
常见集成电路的封装形式
4
集成运放的型号和种类很多，内部电路也各有差异，但 它们的基本组成部分相同，如下图所示：
+ 差分 ui _ 输入级
中间放大级
输出级
u0
5
一、集成运算放大器简介
反相 输入端
u–
运放的输入级。利
用差分电路的对称
特性可提高整个电
路的共模抑制比和
电路性能。
+UCC
输出端
u+
同相 输入端
中间级的主要作 用是提高电压增 益。一般由多级 放大电路组成。
输入级
中间级 输出级
简单的集成运放电路结构
uo
–UEE
输出级常用电压跟 随器或互补电压跟 随器组成，以降低 输出电阻，提6高带 负载能力。
(2)差模输入电阻ri 运放的差动输入电阻很高，一般在几十千欧至几十兆欧。
(3)闭环输出电阻r0 由于运放总是工作在深度负反馈条件下，因此其闭环输
出电阻很低，约在几十欧至几百欧之间。
(4)最大共模输入电压Uicmax 指运放两个输入端能承受的最大共模信号电压。超出这
个电压时，运放的输入级将不能正常工作或共模抑制比下降 ，甚至造成器件损坏。
即理想运放的两个输入端电位相等。
两点等电位相当于短路。理想运放的两个输入端并没有 真正短接，但却具有短接的现象称为“虚短”。
又由于理想运放的差模输入电阻ri=∞，所以可近似地 认为两个输入端均无电流流入。这种现象称为“虚断”。
“虚短”和“虚断”是运放工作在线性区的两个重要
结论。
12
理想运放工作在饱和区的特点: (1) 输出只有两种可能, +Uo(sat) 或–Uo(sat)
14
集成运放由哪几部分 组成？各部分的主要作 用是什么？
你能说明理想 运放的特点是 什么吗？
工作在线性区的理想运放 有哪两条重要结论？试说 明其概念？
第九章 集成运算放大器
第一节 集成运算放大器 第二节 放大电路中的负反馈 第三节 基本运算电路 第四节 集成运放用于信号处理 第五节 直流稳压电源
1
本章要求：
1. 理解集成运算放大器的结构和特点； 2. 理解放大电路中的负反馈以及负反馈对放大电路
性能的影响； 3. 了解基本运算电路的结构和特点； 4. 了解集成运算放大器在信号处理中的运用； 5. 理解稳压电源的结构，了解三端稳压电路的应用。
54 1
调零电位器的可调 端与管脚4相连
－12V 调零电位器
11
集成运放工作在线性区的特点
由 U 0 A u0 (U U ) 可知，理想运放工作在线性区时，输
出电压U0与输入电压Ui之间是线性放大关系。
因Au0=∞，所以可导出
U
U
U0 A u0
0
运放工作在线性区差模输入电压等于零，说明U U
►∞
u–
–+
uo
u+
+
–UEE
理想运算放大器符号
uo
+Uo(sat)
线性区
饱和区
O
u+– u–
–Uo(sat)
理想集成运算放大电路的电压传输特性曲线 10
μA741集成运放图形符号
∞
μA741集成运放外部接线图
U-
－
＋
U0
U+
＋
7＋12V
反相输入端 2 同相输入端 3
∞ －
＋ ＋
6
输出端子
管脚1和5分别与调零电位 器的两个固定端相连
图示为常用μA741集成运放芯片产品实物图
μA741集成运放的8个管脚排列图如下：
空脚
输出端
正电源端
调零端
8 7 65
μA741
1234
调零端
同相输入端
反相输入端
负电源端
7
+UCC
► Auo
u–
–
+
uo
u+
源自文库
+
–UEE 运放的图形符号
标识为“-”和“+”符号 的是反相输入端和同相输入 端，它们对地电压分别用u和u+表示，输出是uo。运算 放大器的开环电压放大倍数 用Auo表示，箭头代表信号从 输入向输出流动。
8
线性区就是曲线中的 斜线部分，斜率是集成运 算放大电路的开环差模电 压放大倍数Aod，即； 饱 和区是曲线中的水平直线 部分，当集成运算放大电 路工作在非线性区时，输 出电压只能是正饱和值 +Uo(sat)和负饱和值Uo(sat)，其值接近正负电 源电压。
+Uo(sat) uo
理想特性
线性区
实际特性
当 u+> u– 时， uo = + Uo(sat) u+< u– 时， uo = – Uo(sat) 不存在 “虚短”现象
(2) i+= i– 0,仍存在“虚断”现象
13
2. 集成运放的主要技术指标
(1)开环电压放大倍数Au0 其数值很高，一般约为104~107。该值反映了输出电
压U0与输入电压U＋和U－之间的关系。
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第一节 集成运算放大器
集成运算放大器简称运放，是一种多端集成电路。集成
运放是一种价格低廉、用途广泛的电子器件。早期，运放主
要用来完成模拟信号的求和、微分和积分等运算，故称为运
运放的输入级。利 用差分电路的对称 特性可提高整个电 路的共模抑制比和 电路性能。
中间级的主要作 用是提高电压增 益。一般由多级 放大电路组成。
输出级常用电压跟 随器或互补电压跟 随器组成，以降低 输出电阻，提高带 负载能力。
集成运放内部主要有上述三个部分，其外部还常接有偏 置电路，以便向各级提供合适的工作电流。
饱和区
O u+– u– –Uo(sat)
集成运算放大电路的电压传输特性曲线
9
Aod
二、理想集成运算放大器
+UCC
理想运算放大器是将集成 运放进行理想化，理想化的基 本条件是: (1)开环差模电压放大倍数Aod = ∞; (2)差模输入电阻 rid = ∞; (3)输出电阻ro=0; (4)共模抑制比Kcm为∞。
2
在半导体制造工艺的基础上，把整个电路中的元器件 制作在一块硅基片上，构成特定功能的电子电路，称为 集成电路(英文简称IC)。集成电路的体积很小，但性能 却很好。自1959年世界上第一块集成电路问世至今，只 不过才经历了四十来年时间，但它已深入到工农业、日 常生活及科技领域的相当多产品中。例如在导弹、卫星、 战车、舰船、飞机等军事装备中；在数控机床、仪器仪 表等工业设备中；在通信技术和计算机中；在音响、电 视、录象、洗衣机、电冰箱、空调等家用电器中都采用 了集成电路。
算放大器。现在，运放的应用已远远超过运算的范围。它在
通信、控制和测量等设备中得到广泛应用。
单列 扁平式
圆壳式
双列 直插式
单列 直插式
直插式
扁平式
常见集成电路的封装形式
4
集成运放的型号和种类很多，内部电路也各有差异，但 它们的基本组成部分相同，如下图所示：
+ 差分 ui _ 输入级
中间放大级
输出级
u0
5
一、集成运算放大器简介
反相 输入端
u–
运放的输入级。利
用差分电路的对称
特性可提高整个电
路的共模抑制比和
电路性能。
+UCC
输出端
u+
同相 输入端
中间级的主要作 用是提高电压增 益。一般由多级 放大电路组成。
输入级
中间级 输出级
简单的集成运放电路结构
uo
–UEE
输出级常用电压跟 随器或互补电压跟 随器组成，以降低 输出电阻，提6高带 负载能力。
(2)差模输入电阻ri 运放的差动输入电阻很高，一般在几十千欧至几十兆欧。
(3)闭环输出电阻r0 由于运放总是工作在深度负反馈条件下，因此其闭环输
出电阻很低，约在几十欧至几百欧之间。
(4)最大共模输入电压Uicmax 指运放两个输入端能承受的最大共模信号电压。超出这
个电压时，运放的输入级将不能正常工作或共模抑制比下降 ，甚至造成器件损坏。
即理想运放的两个输入端电位相等。
两点等电位相当于短路。理想运放的两个输入端并没有 真正短接，但却具有短接的现象称为“虚短”。
又由于理想运放的差模输入电阻ri=∞，所以可近似地 认为两个输入端均无电流流入。这种现象称为“虚断”。
“虚短”和“虚断”是运放工作在线性区的两个重要
结论。
12
理想运放工作在饱和区的特点: (1) 输出只有两种可能, +Uo(sat) 或–Uo(sat)
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集成运放由哪几部分 组成？各部分的主要作 用是什么？
你能说明理想 运放的特点是 什么吗？
工作在线性区的理想运放 有哪两条重要结论？试说 明其概念？
第九章 集成运算放大器
第一节 集成运算放大器 第二节 放大电路中的负反馈 第三节 基本运算电路 第四节 集成运放用于信号处理 第五节 直流稳压电源
1
本章要求：
1. 理解集成运算放大器的结构和特点； 2. 理解放大电路中的负反馈以及负反馈对放大电路
性能的影响； 3. 了解基本运算电路的结构和特点； 4. 了解集成运算放大器在信号处理中的运用； 5. 理解稳压电源的结构，了解三端稳压电路的应用。
54 1
调零电位器的可调 端与管脚4相连
－12V 调零电位器
11
集成运放工作在线性区的特点
由 U 0 A u0 (U U ) 可知，理想运放工作在线性区时，输
出电压U0与输入电压Ui之间是线性放大关系。
因Au0=∞，所以可导出
U
U
U0 A u0
0
运放工作在线性区差模输入电压等于零，说明U U
►∞
u–
–+
uo
u+
+
–UEE
理想运算放大器符号
uo
+Uo(sat)
线性区
饱和区
O
u+– u–
–Uo(sat)
理想集成运算放大电路的电压传输特性曲线 10
μA741集成运放图形符号
∞
μA741集成运放外部接线图
U-
－
＋
U0
U+
＋
7＋12V
反相输入端 2 同相输入端 3
∞ －
＋ ＋
6
输出端子
管脚1和5分别与调零电位 器的两个固定端相连
图示为常用μA741集成运放芯片产品实物图
μA741集成运放的8个管脚排列图如下：
空脚
输出端
正电源端
调零端
8 7 65
μA741
1234
调零端
同相输入端
反相输入端
负电源端
7
+UCC
► Auo
u–
–
+
uo
u+
源自文库
+
–UEE 运放的图形符号
标识为“-”和“+”符号 的是反相输入端和同相输入 端，它们对地电压分别用u和u+表示，输出是uo。运算 放大器的开环电压放大倍数 用Auo表示，箭头代表信号从 输入向输出流动。
8
线性区就是曲线中的 斜线部分，斜率是集成运 算放大电路的开环差模电 压放大倍数Aod，即； 饱 和区是曲线中的水平直线 部分，当集成运算放大电 路工作在非线性区时，输 出电压只能是正饱和值 +Uo(sat)和负饱和值Uo(sat)，其值接近正负电 源电压。
+Uo(sat) uo
理想特性
线性区
实际特性
当 u+> u– 时， uo = + Uo(sat) u+< u– 时， uo = – Uo(sat) 不存在 “虚短”现象
(2) i+= i– 0,仍存在“虚断”现象
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2. 集成运放的主要技术指标
(1)开环电压放大倍数Au0 其数值很高，一般约为104~107。该值反映了输出电
压U0与输入电压U＋和U－之间的关系。