《集成运算放大电路》PPT课件

通用型运放的性能指标
单位 dB M mV dB MHz V/ s 数值范围 65～100 0.5 ～ 2 2 ～5 0.2～2 0.3～7 70～90 0.5～2 0.5～0.7
功耗
mW
80～120
16
•特殊型
高阻型、高速型、高精度型和低功耗型
高阻型：rid>109 ； 适用：测量放大电路等； 高速型：增益带宽高 ； 适用：A/D,D/A转换等； 高精度型：低失调，低温漂，低噪声，高增益； 适用：高精度仪器设备等； 低功耗型：适用航天仪器设备等。
i i 0
uo U om
uo U om
分析集成运放应用电路时，首先应根据有无反馈 及反馈的类型来判断集成运放的工作区域，然后 根据不同区域的工作特点来求解相应的电路。
20
第16章要求
1、熟悉集成运放的组成及各部分的作用。 2、正确理解主要指标参数的物理意义及其使 用注意事项。 3、了解运放的类型及选择
结论2只适用于理想运放闭环线性应用时！ 结论1适用于理想运放工作在线性和饱和时！ 13

在实际中，集成运放的Au0， ri d 不可能是无穷大 ，所以“虚短” 和“虚断”是两个近似的结论。
理想运放的线性区趋近于0，所以 运放要工作在线性区，必须引入 深度负反馈。
14
四、 集成运放的种类及选择 1. 集成运放的种类
第16章 集成运算放大电路
1
第16章 集成运算放大电路
一、 集成运算放大电路简介 二、 集成运放的主要参数
三、 理想集成运放及分析依据
四、集成运放的种类及选择 五、集成运算放大器的应用
2
一、集成运算放大电路简介
集成电路--采用微电子技术将由二极管、晶体管、场效应管、电阻 、电容等器件组成的具有特定功能的电路都集成在一小块半导 体晶片上，封装上外壳，向外引出若干个管脚，构成一个完整 的、具有一定功能的电路。这个电路是一个不可分割的固体块 ，所以又称固体组件。
运放正常工作时，允许输入差模电压的范围。
6）最大输出电压Uopp ：
能使输入输出保持不失真关系的最大输出电压 一般略低于正、负电源电压。
11
三、 理想集成运放及分析依据
1、理想运放：
2、理想运放的
Au rid ro 0 KCMRR uo
传输特性 uo=f（ui）
+Uom
7
4. 集成运放的电压传输特性 uo f (u u )
线性区：
uo Auo (u u )
uo
uoM
uo Aod (u u )
ui u u
uoM
非线性区： uo uoM
非线性区： uo uoM
8
在线性区： uO＝Auo(u+－u-) Auo是开环差模放大倍数。
正、负电源对称型 双电源供电 按供电方式分 正、负电源不对称型 单电源供电
单运放 按集成度 (即一个芯片上运放个数 )分双运放 四运放
双极型 按制造工艺分 COMS型
15
按性能指标分类 •通用型
参数 Aod rid UIO IIO IIB KCMR 单位增益带宽 SR
理想运放 有无线性 区？
ui = u+ - u-Uom
12
3、理想运放的分析依据
1） i－ = i+ =0 “虚断” i u－ －－ ＋ uo u+ ＋ i
+
因为： ri d = 2） u+ = u“虚短”
注意！
因为： u+ - u- = uo / A u 0
uo 为有限值， A u 0 为
17
2. 运放的选择
根据：
一、信号源的性质 三、精度要求 二、负载的性质 四、环境条件
查手册，选型号 首选：通用型，通用型不能满足要求时， 选择特殊型。
18
五、集成运算放大器的应用
首先将集成运放的性能指标理想化 —理想运放
1. 理想运放的线性应用
电路特征：引入负反馈。
（1）虚短路
（2）虚断路
反馈通 路
107
2）差模输入电阻rid 与输出电阻ro ：
输入电阻很高。 一般为几十千欧~几十兆欧。
输出电阻很低。
一般为几十欧。 对共模信号的抑制能力。
3）共模抑制比KCMRR ： 很高。 一般为103~
107 。
10
4）共模输入电压范围UiCM ：
运放能抑制共模信号的范围。
5）最大差模输入电压UidM ：
u u
i i 0
uu+
N
iN
P i P
+
∞ +
uo
“虚断”和“虚短”是集成运放线性应用时，分析电路输 出和输入关系的两个重要依据。
19
2． 集成运算放大器的非线性应用
电路特征：理想运放工作在开环状态或只引入 正反馈。
Auo 输出电压uo只有两种取值：+Uom
和-Uom
u u u u
集成运放----高性能的直接耦合多级放大电路。
集成运放是一种电压放大倍数高、输入电阻大、输出电 阻小、共模抑制比高、抗干扰能力强、可靠性高、体积小、 耗电少的通用电子器件。
3
1 . 集成运放电路的组成及其各部分的作用
两个 输入端
一个 输出端
若将集成运放看成为一个“黑盒子”，则可等效为 一个双端输入、单端输出的差分放大电路。
4
u+
u-
输入级
中间级
输出级
uO
偏置电路
偏置电路：为各级放大电路设置合适的静态工作点。
输入级：前置级，多采用差分放大电路。要求ri大，Ad大， Ac 小，输入端耐压高。 中间级：主放大级，多采用共射放大电路。要求有足够的放大 能力。 输出级：功率级，多采用互补输出级。要求ro小，可直接带负 载。
5
2. 集成运放的外形和管脚
空脚
8
+UCC
7 6
输出
5
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
接调零电位器 接调零电位器
1
A741
2 3 4
u-
u+
-UEE
6
3. 集成运放的符号 u－ u+
－ ＋ u o ＋ u－ ：反相输入端； u+ ：同相输入端； uo ：输出端。
uo Au0 (u u )
A u 0 ：开环电压放大倍数
由于Auo高达几十万倍，所以集成运放工作在线性区时 的最大输入电压(u+－u-)的数值仅为几十～一百多微伏。
(u+－u-)的数值大于一定值时，集成运放的输 出不是＋UOM , 就是－UOM，即集成运放工作在 非线性区。
9
二、 集成运放的主要参数
1）开环电压放大倍数A u 0 ：
越大越好。 一般为104~