第四节--集成运算放大器

一 集成运放电路简介 二 集成运算放大器的技术指标 三 集成运放低频等效电路 第四节集成运算放大器 四 集成运放的使用注意事项 电子 一 集成运放电路简介 集成运放电路特点 高放大倍数 高输入电阻 低输出电阻 直接耦合放大电路 输入级 通常采用差动放大形式抑制零点漂移 中间级 多采用有源负载的共射 共源 放大电路 以获得更高的放大倍数 运放电路一般多由二至三级放大环节组成 因为级数越多越容易产生自激振荡 使得电路无法正常工作 输出级 为功率放大电路 为了提高带负载能力 多采用互补型跟随式 第四节 F007简介 下面以F007为例介绍集成运放 F007内部电路可分为四个部分 1 输入级 电阻由晶体管T1 T9 R1 R9组成 T1 T2是共集电极接法 用以提高输入电阻 T3 T4是横向PNP管 接成共基放大电路 改善高频特性 并利用横向PNP管发射结击穿电压高的特点来增大差模输入信号的允许电压范围 T1 T4组成了共集 共基组合的差放电路 T5 T7构成多路电流源作为T3 T4的集电极有源负载 同时完成对差模信号的双端输出变为单端输出的转换 并把单端输出的放大倍数提高了一倍 输入共模信号时 电路保持双端输出方式对共模信号的良好抑制作用 从1点和5点外接的调零电路 用以补偿差放的失调误差 T8 T9组成镜像电流源 I8为T1 T2提供静态集电极电流 IC9与微电流源T10 T11的输出电流IC10配合为T3 T4提供基极偏置电流IB3 4 第四节 2 中间放大级 由晶体管T14 T15及电阻R6 R7组成T14接成射极输出器 具有输入电阻高 输出电阻低的特点 在这里起缓冲隔离作用 减少后级对前级增益的影响 T15管接成共射级放大电路 R7的作用是既提高输入电阻 又能稳定该级的放大倍数 T12 T13构成镜像电流源 T13a作为T15的集电极有源负载 电容C是相位补偿电容 作用是消除自激振荡 3 输出级 由晶体管T16 T24组成T16 T17保证T19 T20静态时处于微导通状态 T18是输出级电路的缓冲驱动级 起缓冲隔离及阻抗变换作用 T21 T24管及R9 R10构成过流保护电路 起限流保护作用 4 电流源偏置电路由晶体管T8 T13及电阻R4 R5分组成三组电流源电路T12 T13 T5组成镜像电流源 T10 T11 R4组成微电流源 故T12 R5 T11形成主参考支路 第四节 二 集成运放的技术指标 1 开环差模电压增益Aod 2 输入失调电压UIO 在运放的两个输入端外加一补偿电压 使运放输出电压为零 3 输入失调电压的温漂dUIO dT 4 输入偏置电流IIB UIO的温度系数 衡量集成运放的温漂特性 通过调零的办法很难补偿 第四节 5 输入失调电流IIO 6 输入失调电流的温漂dIIO dT 7 差模输入电阻rid 在规定工作范围内IIO的温度系数 第四节 8 共模抑制比KCMR 9 最大共模输入电压UICmax 10 最大差模输入电压UIdmax 输入级正常工作时 允许输入的最大共模信号 第四节 11 开环输出电阻ro 12 最大输出电压UOmax 13 最大输出电流IOmax 在规定的电源电压和负载条件下 放大器能输出的最大电压 第四节 fH是指开环增益Aod下降3dB时的频率 fC是指开环增益Aod下降至0dB时的频率 14 3dB带宽fH和单位增益带宽fC 第四节 当输入信号频率继续增大 AOd继续下降 当AOd 1时 与此对应的频率fC称为单位增益带宽 15 静态损耗PC 第四节 三 集成运放的低频等效电路 输入回路 失调电压UIO 静态偏置电流IIB 输入失调电流IIO 输入电阻rid rid上的电压就是Uid 输出回路 等效电压源AOd Uid和AOc Uic输出电阻ro 第四节 忽略IIB IIO UIO的影响时的等效电路 三 集成运放的低频等效电路 第四节 四 集成运放的使用注意事项 一 使用时必做的工作 1 2 3 辨认管脚 正确连线 参数测量 调零或调整偏置电压 4 消除自激振荡 第四节 二 保护措施 1 输入保护 运放工作在开环状态时 易因差模