《集成運(yùn)放的結(jié)構(gòu)工作原理和主要參數(shù).ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《集成運(yùn)放的結(jié)構(gòu)工作原理和主要參數(shù).ppt（22頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

7 1集成運(yùn)放的特點(diǎn)和電路結(jié)構(gòu) 7 2集成運(yùn)放的特性參數(shù) 7 3理想的集成運(yùn)放 第七章集成運(yùn)算放大器 7 4集成運(yùn)放的線性應(yīng)用 7 5集成運(yùn)放的非線性應(yīng)用 集成運(yùn)算放大器 簡(jiǎn)稱集成運(yùn)放 是一個(gè)高性能的直接耦合多級(jí)放大電路 因首先用于運(yùn)放 故而得名 1 采用直接耦合方式 充分利用管子性能良好的一致性 采用差分放大電路和電流源電路 通用型集成運(yùn)放 單運(yùn)放LM741 四運(yùn)放LM324 專用型集成運(yùn)放 高精度型 AD797 7 1集成運(yùn)放的特點(diǎn)和電路結(jié)構(gòu) 2 用有源器件代替無源元件 如用晶體管代替占面積大的大電阻 三極管當(dāng)二極管用等 3 利用縱向NPN管 值較大 橫向PNP管的耐壓比較高的特點(diǎn) 接成復(fù)合管的組態(tài) 形成性能優(yōu)良的各種放大電路 一 集成運(yùn)放的特點(diǎn) 集成運(yùn)放的分類 4 體積小 可靠性高 功耗低 成本低 使用方便 二 集成運(yùn)放的一般構(gòu)成 通用型 偏置電路 由恒流源電路組成 向各放大級(jí)提供合適的偏置電流 輸入級(jí) 大多采用差動(dòng)放大電路 要求輸入電阻大 共模抑制比高 耐壓高 中間級(jí) 輸出級(jí) 主放大器 多采用共射放大電路 要求有足夠大的放大能力 一般為互補(bǔ)推挽功率放大器 要求輸出電阻小 輸出電壓盡可能大 通常含有保護(hù)電路 三 集成運(yùn)放的符號(hào)和封裝 若將集成運(yùn)放看成一個(gè)黑盒子 則可等效為一個(gè)雙端輸入單端輸出的高性能差分放大電路 1 電路符號(hào) 同相輸入端 反相輸入端 同相輸入端 信號(hào)從該端輸入時(shí) 輸出與輸入同相 反相輸入端 信號(hào)從該端輸入時(shí) 輸出與輸入反相 2 封裝 金屬圓殼式 雙列直插式 扁平式 四 通用型集成運(yùn)放LM741 對(duì)于集成運(yùn)放電路 應(yīng)首先找出偏置電路 然后根據(jù)信號(hào)流通順序 將其分為輸入級(jí) 中間級(jí)和輸出級(jí) 四 通用型集成運(yùn)放LM741 雙入單出的共集 共基差分放大電路 復(fù)合管為放大管 恒流源作負(fù)載的共射放大電路 用UBE倍增電路消除交越失真的互補(bǔ)推挽輸出級(jí) 四 通用型集成運(yùn)放LM741 T1 T6組成差分式放大電路 T1 T3和T2 T4組成復(fù)合差分電路 采用共集形式可以提高輸入阻抗 共基形式頻帶寬 T3 T4為橫向PNP管 耐壓高 因此允許的共模輸入電壓大 T5 T6 T7組成精密鏡像電流源作為T3 T4的有源負(fù)載 能有效地提高共模抑制比 Rp為外接的調(diào)零電位器 通過調(diào)節(jié)Rp可以保證靜態(tài)時(shí)輸出為零 四 通用型集成運(yùn)放LM741 T16 T17組成復(fù)合管共射放大電路 T13B作為有源負(fù)載 交流電阻很大 所以本級(jí)可以獲得很高的電壓增益 同時(shí)具有較高的輸入電阻 電容CC用于相位補(bǔ)償 密勒 補(bǔ)償 避免電路產(chǎn)生自激振蕩 四 通用型集成運(yùn)放LM741 T14 T20組成互補(bǔ)推挽輸出電路 T19作二極管用 與T14 R8組成UBE倍增電路 使電路工作在甲乙類狀態(tài) 消除交越失真 T24為射極跟隨器 起隔離作用 減小輸出級(jí)對(duì)中間級(jí)的負(fù)載影響 四 通用型集成運(yùn)放LM741 正常工作時(shí) T15 T21處于截止?fàn)顟B(tài) 當(dāng)電流過大時(shí) R9 R10的壓降增大 T15 T21導(dǎo)通 T15導(dǎo)通后 對(duì)T14的基極產(chǎn)生分流作用 限制T14的電流 保護(hù)T14 T21導(dǎo)通后 使T23 T22導(dǎo)通 使T16的基極電位降低 使T24的基極電位升高 導(dǎo)致T20趨于截止 因而限制T20的電流 保護(hù)T20 1 開環(huán)差模電壓增益AOd 集成運(yùn)放在無外加反饋情況下的差模電壓增益 AOd越大越好 一般在70 120dB范圍內(nèi) 2 差模輸入電阻rid rid 幾兆歐 若以場(chǎng)效應(yīng)管作為輸入級(jí)可達(dá)106M 3 輸出電阻rO 集成運(yùn)放輸出端的對(duì)地等效電阻 反映了集成運(yùn)放的帶負(fù)載能力 rO 100 1000歐姆 7 2集成運(yùn)放的主要技術(shù)參數(shù) 4 共模抑制比KCMR 開環(huán)差模電壓增益與開環(huán)共模電壓增益之比 KCMR越大越好 一般在80 160dB范圍內(nèi) 5 3dB帶寬BW AOd由直流增益下降3dB時(shí)所對(duì)應(yīng)的信號(hào)頻率 6 單位增益帶寬BG AOd下降到1 0dB 時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率 BW 幾Hz 幾千Hz BG 0 4 5MHz 7 2集成運(yùn)放的主要技術(shù)參數(shù) 7 輸入失調(diào)電壓UI0及其溫漂 UI0 靜態(tài)時(shí)為使輸出電壓為0 需要在輸入端所加的補(bǔ)償電壓 其值表征了運(yùn)放輸入級(jí)的對(duì)稱性 在一定程度上也反映了溫漂的大小 輸入失調(diào)電壓UI0的溫度變化率 UI0 1 10mV UI0 5 10 V C 8 最大共模輸入電壓UICm 表示集成運(yùn)放所能承受的最大共模電壓 若超過此值 運(yùn)放的共模抑制比將顯著惡化 9 最大差模輸入電壓UIdm 表示集成運(yùn)放兩輸入端之間所能承受的最大電壓 若超過此值 運(yùn)放輸入級(jí)中差分對(duì)管中的一個(gè)管子的發(fā)射結(jié)可能被反向擊穿 7 2集成運(yùn)放的主要技術(shù)參數(shù) 10 輸入偏置電流IIB 輸出電壓為0時(shí) 兩個(gè)輸入端偏置電流的平均值 典型值 10 幾千nA 11 輸入失調(diào)電流II0及其溫漂 II0 輸入失調(diào)電壓II0的溫度變化率 輸出電壓為0時(shí) 兩個(gè)輸入端的偏置電流之差 II0 幾十 一百nA II0 0 01II0 C 7 2集成運(yùn)放的主要技術(shù)參數(shù) 7 2集成運(yùn)放的特性指標(biāo) 7 3理想運(yùn)算放大器 一 理想運(yùn)放的技術(shù)指標(biāo) 二 集成運(yùn)放的傳輸特性 三 理想運(yùn)放工作在線性區(qū)的特點(diǎn) 四 理想運(yùn)放工作在非線性區(qū)的特點(diǎn) 一 理想運(yùn)放的技術(shù)指標(biāo) 理想運(yùn)放 將各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)理想化的集成運(yùn)放 開環(huán)差模電壓增益 差模輸入電阻 輸出電阻 共模抑制比 二 集成運(yùn)放的電壓傳輸特性 1 線性區(qū) 當(dāng)差模輸入信號(hào)較小時(shí) 輸出與輸入是線性的關(guān)系 由于運(yùn)放的開環(huán)差模電壓增益很高 所以線性范圍很小 一般不超過0 1mV 2 非線性區(qū) 若差模輸入信號(hào)過大 超出其線性范圍時(shí) 會(huì)導(dǎo)致運(yùn)放內(nèi)部的某些晶體管飽和或截止 此時(shí)運(yùn)放的輸出電壓只有兩種情況 要么為正向飽和值 要么為負(fù)向飽和值 三 理想運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)的特點(diǎn) 因理想運(yùn)放AOd 運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí) 1 理想運(yùn)放的差模輸入電壓等于零 虛短 運(yùn)放的兩輸入端電位相等 如同將兩點(diǎn)短路一樣 但實(shí)際上并未真正被短路 將這種現(xiàn)象稱為 虛短 實(shí)際運(yùn)放AOd越大 將輸入端視為 虛短 帶來的誤差越小 由于理想運(yùn)放rid 因此兩輸入端均沒有電流 2 理想運(yùn)放的輸入電流等于零 虛斷 運(yùn)放的輸入電流等于0 如同將兩點(diǎn)斷開 但實(shí)際上并未真正被斷開 將這種現(xiàn)象稱為 虛斷 實(shí)際運(yùn)放rid越大 將輸入端視為 虛斷 帶來的誤差越小 虛短 和 虛斷 是理想運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)的兩個(gè)重要結(jié)論 常作為分析運(yùn)放應(yīng)用電路的出發(fā)點(diǎn) 必須牢牢掌握 三 理想運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)的特點(diǎn) 四 理想運(yùn)放工作在非線性區(qū)時(shí)的特點(diǎn) 1 輸出電壓的值只有兩種可能 或等于正向飽和值 或等于負(fù)向飽和值 理想特性 注意 運(yùn)放工作在非線性區(qū)時(shí) 差模輸入電壓可以較大 所以 虛短 現(xiàn)象不復(fù)存在 2 理想運(yùn)放的輸入電流等于零 虛斷 理想運(yùn)放rid 時(shí) 發(fā)生狀態(tài)的轉(zhuǎn)換 注意問題 理想運(yùn)放工作在線性區(qū)和非線性區(qū)時(shí) 各有不同的特點(diǎn) 在分析運(yùn)放的各種應(yīng)用電路時(shí) 首先必須判斷其中的運(yùn)放工作在哪個(gè)區(qū)域 線性區(qū) 虛短 虛斷 非線性區(qū) 有虛斷無虛短 輸出為正向 負(fù)向 飽和值 線性區(qū) 非線性區(qū) 必須要在電路中引入深度負(fù)反饋 運(yùn)放工作在開環(huán)狀態(tài)