模电 集成运算放大器.ppt

第4章集成运算放大器,返回目录,运算放大器是由直接耦合多级放大电路集成制造的高增益放大器，它是模拟集成电路最重要的品种，广泛应用于各种电子电路之中。,4.1集成运算放大器的结构4.2集成运放中的电流源电路4.3集成运算放大器简介4.4集成运算放大器的性能指标4.5集成运算放大器的种类,返回,1、工艺特点2、集成运放的组成3、运算放大器的符号,4.1集成运算放大器的结构,返回,采用直接耦合方式。为抑制零漂，第一级采用差动放大电路。工艺相同，对称性好。小于200PF的电容用PN结结电容来做，而大于200PF的电容只能外接。小于30K的交流电阻用三极管恒流源来代替，大于30K的交流电阻和直流电阻只能外接。集成电路中的二极管用三极管来代。,1工艺特点,返回,输入级,中间级,输出级,直流偏置,ui,uo,差动放大电路（单端输出），有两个输入端,共发射极放大电路，放大电压,OCL功率放大电路，输出电阻小，带负载能力强,2、集成运放的组成,返回,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+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“-”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。,(a)(b)模拟集成放大器的符号(a)国家标准符号(b)国际符号,3集成运算放大器的符号,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类型产品的序号相同。)其它例如:集成功率放大器的型号命名CD集成稳压器的型号命名CW,返回,4.2集成运放中的电流源电路,4.2.1基本电流源,4.2.2改进型电流源,4.2.3多路电流源,4.2.4以电流源为有源负载的放大电路,下面介绍基本电流源,4.2.1基本电流源,1镜像电流源,2比例电流源,3微电流源,下面介绍镜像电流源和比例电流源。,1镜像电流源,三极管T0、T1特性完全相同,UBE0=UBE1,IB0=IB1,IC0=IC1,当2时，,2比例电流源,比例电流源指IC1和IR呈比例关系,由三极管的特性有,当2时,适当选取参数，使,则,其中,改变Re0、Re1的比值，就可改变IC1和IR的比例关系,改进型电流源和多路电流源见教材177-180页,4.2.4以电流源为有源负载的放大电路,当需要在负载RL获得电流时，提高共射极放大电路的集电极电阻RC可有效提高电压放大倍数，电流源的交流电阻很大，可代替RC提高其交流电阻。,1电流源为有源负载的共射放大电路如图（a）所示,三极管T3、T2特性完全相同，组成镜像恒流源,静态时,动态分析,2有源负载差放电路,静态时，IC1=IC2=I/2,动态时,4.3集成运算放大器简介,F007电路中的放大电路部分,F324的简化电路原理图,引脚排列图：,运算放大器的技术指标很多，其中一部分与差分放大器和功率放大器相同，另一部分则是根据运算放大器本身的特点而设立的。各种主要参数均比较适中的是通用型运算放大器，对某些项技术指标有特殊要求的是各种特种运算放大器。,4.4.1运算放大器的静态技术指标4.4.2运算放大器的动态技术指标,4.4集成运算放大器的性能指标,返回,1.输入失调电压UIO：(inputoffsetvoltage)输入电压为零时，将输出电压除以电压增益，即为折算到输入端的失调电压。是表征运放内部电路对称性的指标。,2.输入失调电流IIO：(inputoffsetcurrent)在零输入时，差分输入级的差分对管基极电流之差，用于表征差分级输入电流不对称的程度。,3.输入偏置电流IIB：(inputbiascurrent)运放两个输入端偏置电流的平均值，用于衡量差分放大对管输入电流的大小。,4.4.1集成运算放大器的静态技术指标,4.输入失调电压温漂dUIO/dT,5.输入失调电流温漂dIIO/dT,6.最大差模输入电压UIdmax,7.最大共模输入电压UICmax,返回,1.开环差模电压放大倍数Aod：(openloopvoltagegain)运放在无外加反馈条件下，输出电压的变化量与输入电压的变化量之比。,2.差模输入电阻rid：(inputresistance)输入差模信号时，运放的输入电阻。,3.共模抑制比KCMR：(commonmoderejectionratio)与差分放大电路中的定义相同，是差模电压增益Avd与共模电压增益Avc之比，常用分贝数来表示。KCMR=20lg(Aod/Aoc)(dB),4.4.2集成运算放大器的动态技术指标,集成运算放大器外形图,集成运算放大器外形图,返回,4.5集成运算放大器的种类,4.5.1通用型4.5.2高速型和宽带型4.5.3高精度(低漂移型）4.5.4高输入阻抗型4.5.5低功耗型4.5.6功率型,4.5.1通用型,通用型运算放大器的技术指标比较适中，价格低廉。通用型运放也经过了几代的演变，早期的通用型运放已很少使用了。以典型的通用型运放CF741(A741)为例，输入失调电压12mV、输入失调电流20nA、差模输入电阻2M，开环增益100dB、共模抑制比90dB、输出电阻75、共模输入电压范围13V、转换速率0.5V/s。,返回,4.5.2高速型和宽带型,用于宽频带放大器，高速A/D、D/A，高速数据采集测试系统。这种运放的单位增益带宽和压摆率的指标均较高，用于小信号放大时，可注重fH或fc，用于高速大信号放大时，同时还应注重SR。例如：CF2520/2525AD9620AD9618OP37CF357,返回,4.5.3高精度(低漂移型）,用于精密仪表放大器，精密测试系统，精密传感器信号变送器等。例如：OP177CF7