第11章集成运算放大器

1、下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 集成运算放大器是一种具有很高放大倍数的多级集成运算放大器是一种具有很高放大倍数的多级直接耦合放大电路。是发展最早、应用最广泛的一种直接耦合放大电路。是发展最早、应用最广泛的一种模拟集成电路。模拟集成电路。集成电路分类集成电路分类模拟集成电路模拟集成电路数字集成电路数字集成电路集成运算放大器、集成集成运算放大器、集成功率放大器、集成稳压电源、集成功率放大器、集成稳压电源、集成A/DD/A等。等。 在集成电路工艺中难于制造电

2、感元件；制造容量在集成电路工艺中难于制造电感元件；制造容量大于大于200pF的电容也比较困难，因而放大器各级之间都的电容也比较困难，因而放大器各级之间都采采（1）级间采用直接耦合方式）级间采用直接耦合方式下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页用直接耦合，必须使用电容的场合，也大多采用外接用直接耦合，必须使用电容的场合，也大多采用外接的方法。的方法。（2）电路结构和参数具有对称性）电路结构和参数具有对称性 集成电路中的电阻是由硅半导体的体电阻构成，集成电路中的电阻是由硅半导体的体电阻构成，阻值大约为阻值大约为100 30K，且阻值精度不高，因此常常，且阻值精度不高，因此常常用

3、晶体管恒流源代替电阻（动态电阻）；用晶体管恒流源代替电阻（动态电阻）；必须使用直必须使用直流高阻值的场合，也大多采用外接的方法。流高阻值的场合，也大多采用外接的方法。 由于集成电路中的各个元件是通过同一工艺过程由于集成电路中的各个元件是通过同一工艺过程制作在同一硅片上，同一片内的元件参数绝对值有同制作在同一硅片上，同一片内的元件参数绝对值有同向的偏差，温度均一性好向的偏差，温度均一性好（3）用有源器件代替无源器件）用有源器件代替无源器件下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页中间级中间级输入级输入级输出级输出级偏置电路偏置电路输入级：输入级：要求输入电阻高，差模放大倍数高，抑

4、制要求输入电阻高，差模放大倍数高，抑制零点漂移和共模干扰信号的能力强。都采用差分放零点漂移和共模干扰信号的能力强。都采用差分放大电路。大电路。中间级：中间级：要求电压放大倍数高。常采用带恒流源的要求电压放大倍数高。常采用带恒流源的共发射极放大电路构成。共发射极放大电路构成。下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页中间级：中间级： 提供足够的电压放大倍数，本身还应有高的提供足够的电压放大倍数，本身还应有高的输入电阻，以减小对前级的影响。输入电阻，以减小对前级的影响。+UCC+UCC-UEE下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 输出级：输出级：与负载相接，要

5、求输出电阻低，带负载能与负载相接，要求输出电阻低，带负载能力强，一般由互补对称电路或射极输出器构成。力强，一般由互补对称电路或射极输出器构成。+UCCUEEuu+输入级输入级中间级中间级 输出级输出级同相同相输入端输入端输出端输出端反相反相输入端输入端下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页11.1.3 主要参数主要参数1. 最大输出电压最大输出电压 UOPP 能使输出和输入保持不失真关系的最大输出电压。能使输出和输入保持不失真关系的最大输出电压。2. 开环差模电压增益开环差模电压增益 Auo 运放没有接反馈电路时的差模电压放大倍数。运放没有接反馈电路时的差模电压放大倍数。

6、Auo愈高，所构成的运算电路越稳定，运算精度也越高。愈高，所构成的运算电路越稳定，运算精度也越高。6. 共模输入电压范围共模输入电压范围 UICM 运放所能承受的共模输入电压最大值。超出此值，运放所能承受的共模输入电压最大值。超出此值，运放的共模抑制性能下降，甚至造成器件损坏。运放的共模抑制性能下降，甚至造成器件损坏。3. 输入失调电压输入失调电压 UIO4. 输入失调电流输入失调电流 IIO5. 输入偏置电流输入偏置电流 IIB下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页1. 理想运算放大器理想运算放大器Auo ， rid ，ro 0 ， KCMR 2. 电压传输特性电压传输特

7、性 uo= f (ui)线性区：线性区：uo = Auo( (u+ u)非线性区：非线性区：u+ u 时，时， uo = +Uo(sat) u+ u 时，时， uo = + Uo(sat) u+ 0 ui = Ui UR，uo=+ Uo (sat)ui UR，uo= Uo (sat)URuouiR2+ R1+uiuoURR2+ R1+ uiuoOUR电压传输特性电压传输特性uiuoOUR下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页URuouiR2+ R1+uiuoURR2+ R1+Ot +Uo(sat) Uo(sat)uouitOUROuot +Uo (sat) Uo (sat)

8、t1t2下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页UZ UZuoRDZURuouiR2+ R1+电压传输特性电压传输特性 Uo(sat) +Uo(sat)uiuoOUR下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页URuouiR2+ R1+tuituo+Uo(sat)Uo(sat)下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页01F1Fioj11j11 RRRCRRUUiC1j1jUCRCUU URRU)(11Fo频频率率角角称称为为截截止止RC1: 0 式式中中uiuoRFuCCR+ R1+设输入为正弦波信号设输入为正弦波信号, 则有则有故：故：下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页有源低通滤波器有源低通滤波器1Fup1RRA通带电压放大倍数通带电压放大倍数 通带截至频率通带截至频率 RCf210第11章 集成运算放大电路下一页下一页总目录总目录 章目录章目录返回返回上一页上一页 01F1Fioj11j111 RRRCRRUUi1jUCRRU URRU)(11Fo频率频率角角称为截止称为截止RC1: 式中0 uiuoR