东南大学电子信息工程1-1集成运放.ppt

2020 3 31 1 第一讲集成运算放大器的基本应用 1 1集成运算放大器 书1 4节 1 2集成运放运算电路 书2 4 1 2 4 3节 1 3波形整形电路 书6 3节 1 4非正弦波振荡电路 书6 4节 1 5有源滤波器 书7 1 1 7 1 3节 2020 3 31 2 1 1集成运算放大器 书1 4节 1 1 1集成运放的基本特性 书1 4 1节 1 1 2理想运放 书1 4 2节 2020 3 31 3 1 集成电路分类 数字集成电路模拟集成电路 运算放大器功率放大器模拟乘法器模拟锁相环集成稳压器 1 1 1集成运放的基本特性 书1 4 1节 2020 3 31 4 2 集成运算放大器的基本结构 集成运算放大器 简称运放 是一个高增益直接耦合多级放大电路 它的方框图如图所示 运算放大器方框图 2020 3 31 5 1 输入级要使用高性能的差分放大电路 它必须对共模信号有很强的抑制力 而且采用双端输入双端输出的形式 4 偏置电流源可提供稳定的几乎不随温度而变化的偏置电流 以稳定工作点 3 互补输出级由PNP和NPN两种极性的三极管或复合管组成 以获得正负两个极性的输出电压或电流 具体电路参阅功率放大器 2 中间放大级要提供高的电压增益 以保证运放的运算精度 中间级的电路形式多为差分电路和带有源负载的高增益放大器 2020 3 31 6 3 运算放大器的符号 a b 模拟集成放大器的符号 a 国家标准符号 b 原符号 运算放大器的符号中有三个引线端 两个输入端 一个输出端 一个称为同相输入端 即该端输入信号变化的极性与输出端相同 用符号 或 IN 表示 另一个称为反相输入端 即该端输入信号变化的极性与输出端相异 用符号 或 IN 表示 输出端一般画在输入端的另一侧 在符号边框内标有 号 实际的运算放大器通常必须有正 负电源端 有的品种还有补偿端和调零端 2020 3 31 7 4 差模信号和共模信号 差模信号 共模信号 大小相等 极性相反 大小相等 极性相同 2020 3 31 8 任意信号分解为共模信号和差模信号 2020 3 31 9 5 运放主要指标 1 运放对 差模分量 的放大能力用开环差模电压放大倍数表示 是指输入差模分量时输出电压与输入差模电压之比 2 运放对共模信号的放大能力 用开环共模电压放大倍数表示 指输入共模分量时输出电压与输入共模信号电压之比 2020 3 31 10 3 共模抑制比 其定义为 开环差模电压放大倍数与开环共模电压放大倍数之比 综合评价运放的放大能力 2020 3 31 11 共模抑制比 1 理想运放 书1 4 2节 1 理想运放的技术指标 理想运放就是将集成运放的各项技术指标理想化 理想运放的主要技术指标为 实际上Aod 80dB 实际上rid比输入端外电路的电阻大2 3个量级 开环差模增益 差模输入电阻 输出电阻 实际上ro比输出端外电路的电阻小1 2个量级 在做一般原理性分析时 运算放大器都可以视为理想的 2020 3 31 12 理想运放在线性区工作时的特点 由于理想运放的差模电压放大倍数Aod 而线性运用时输出电压是有限的 所以两输入端近似等电位 相当于 短路 虚短 虚短 是指在分析运算放大器处于线性状态时 可把两输入端视为等电位 这一特性称为虚假短路 简称虚短 显然不能将两输入端真正短路 1 虚短 2020 3 31 13 2 虚断 由于理想运放差模输入电阻rid 因此运放输入端无输入电流 故通常可把运放的两输入端视为断路 即 虚断 虚断 是指在分析理想运放处于线性状态时 可以把两输入端视为等效开路 这一特性称为虚假开路 简称虚断 显然不能将两输入端真正断路 动画8 2 2020 3 31 14 理想运放在非线性区工作时的特点 其中Uopp的值由运放所加电源电压及运放内部输出管的饱和压降来确定 有时也直接使用Uopp Vcc 在非线性区域内 虚短 现象已不存在 2020 3 31 15 附录 集成运算放大器的型号命名数字序号 与世界上其它厂家同