集成运算放大器

1、,功 率 放 大 电 路,功率放大电路在多级放大电路的输出级，通常在 大信号下工作，向负载提供尽可能大的功率，来 推动负载工作。,功率放大电路的特点,在负载允许的失真限度内尽可能的提供最大输出功率,转换效率高,非线性失真尽可能小,散热好,功率放大电路的工作状态,按三极管静态工作点Q在输出特性曲线上所处位置的不同， 功率放大电路分为甲类、甲乙类、乙类三种工作状态。,静态工作点Q点选择在交流负载线的中点，信号整个周期 内都有静态电流流过，这种工作状态称为甲类,甲类,甲类功率放大电路的效率理论上最高只能达到50%,为了提高效率，在电源电压UC一定的条件下，可使Q点沿 交流负载线下移，使 IC减小，得

2、到甲乙类工作状态,甲乙类,功率放大电路工作在甲乙类，虽然降低了静态时的功耗， 提高了效率，但却产生严重的波形失真。,若Q下移到 IC约为零，静态管耗为最小，此种状态为乙类,功率放大电路工作在乙类，虽然降低了静态时的功耗，提高了效率，但却产生严重的波形失真。,乙类,乙类互补对称 功率放大电路,T1为NPN型晶体管，T2为PNP型晶体管，它们的特性、 参数对称。电路为正、负电源供电，信号从基极输入，从 发射极输出，为一对射极输出器。,当正弦交流电压ui输入时，两管轮流导通，负载RL上获得 一个完整的正弦波形,乙类互补对称 功率放大电路,当正弦交流电压ui输入时， 两管轮流导通，负载RL上 获得一个

3、完整的正弦波形,乙类互补对称功率放大路,已知乙类互补对称功率放大电路的静态电流IB=0，IC=0。 动态时由于晶体管死区电压的存在，在ui的值小于死区电 压时，晶体管不导通iC=0,正弦输入电压ui的值大于死区电压时晶体管才导通。所以 在正、负半周的交接处引起失真，称为交越失真。,为了消除交越失真，可将 静态工作点稍微提高一点， 让晶体管工作在甲乙类放大状态,甲乙类互补对称 功率放大电路,R1，R2和二极管VD1，VD2组成分压式偏置电路，给晶 体管T1，T2的发射结提供正向偏置电压，使T1，T2工作在微导通的甲乙类状态 。实现了T1，T2在正弦输入信号 ui的正、负半周交替工作，消除了交越失

4、真,集 成 运 算 放 大 器,集成电路是利用半导体的制作工艺，把三极管、 电阻、连接导线等整个电路集成在一块半导体芯 片上，形成不可分割的固定块。,集成运放的基本组成框图,输入级要求输入电阻高，能减小零点漂移和抑制干扰信号 所以输入级都采用差动放大电路。,集成运放的类型很多，基本结构通常都是有输入级、中间 级和输出级三部分组成。,输入级要求输入电阻高，能减小零点漂移和抑制干扰信号 所以输入级都采用差动放大电路。,中间级需提供足够大的电压放大倍数，通常有共发射极电 路组成,输出级与负载相连接，要求输出电阻低，带负载能力强， 能输出足够大的电压和电流。一般由互补对称功率放大电 路组成。,集成运放

5、通常还有恒流源偏置电路等辅助电路。,集成运放的基本组成框图,集成运放的电路符号,同相输入端：当输入电压从同相端输入，即从“+”端与地 之间输入时，输出电压与输入电压同相。,反相输入端：当输入电压从反相输入端，即从“”端与地 之间输入时，输出电压与输入电压反相,分别用u+，u_和uo表示集成运放的同相输入端、反相输入端和输出端对地的电压。,双列直插式集成运放741的外部引脚排列图,图中“2”为反相输入端，“3”为同相输入端，“6”输出端。,“7”为正电源端，“4”为负电源端。,“1”，“5”，“4”为外接调零电位器的端子，“8”为空脚。,741型集成运算放大器的原理电路,741型集成运算放大器的

6、简化电路,集成运放的主要参数：,开环电压放大倍数:输出和输入之间无任何反馈 元件时的差模电压 放大倍数,集成运放的主要参数：,电压传输特性,集成运放的电压传输特性：表示输出与输入 电压关系的特性曲线，称为电压传输特性。,当输入电压ui在AB之间时，集成运放工作在线性区，输出 与输出电压有关系Ao=uo/ui，在AB之外时处于非线性区。,由于集成运放电压放大倍数Ao很大，所以线性区很窄。要 使集成运放在较大的输入电压下也能工作在线性区，必须 在电路中引入深度负反馈。,工作在非线性区时，输出只有两种饱和状态UOM,理想运算放大器的条件,开环差模电压放大倍数：,开环差模输入电阻：,开环输出电阻：,共

7、模抑制比：,理想运放的 电路符号,实际运算放大器的上述指标接近理想化的条件，因此借助 理想运放进行分析所引起的误差很小，工程上是允许的， 而分析过程简化很多。,理想运算放大器的特点：,两个输入端电位相等，好像短接在一起一样，但并非真的 短路，所以称为虚短路，简称“虚短”。,两个输入端之间输入电阻无穷大，好像断路一样，但并非 真的断路，所以称为虚断路，简称“虚断”。,在非线性区时:,集成运算放大器的线性应用,反相比例 运算电路,同相比例运算电路,同相比例运算电路,电压跟随器,反相加法运算电路,减法运算电路,用叠加原理确定输出电压uo与两个输入电压ui1，ui2的关系,积分运算电路,在积分运算电路

8、的反相输入端增加几个输入 支路，就构成了加法-积分运算电路。,用叠加原理可确定输出电压uo为输入电压ui1，ui2单独作用 时输出电压的代数和,微分运算电路,集成运算放大器的非线性应用,当集成运放工作在开环或正反馈状态时，输出电 压uo不是趋向于正饱和值+UOM ，就是趋于负饱和值UOM， 输出与输入不再有线性关系，而是非线性关系。,电压比较器,电压比较器电压传输特性,当参考电压UR=0时，则反 相输入端接地，Ui与零电压 比较，电路称为过零比较器。,过零比较器,ui是正弦波电压时， 过零比较器输出电 压uo的波形,有限幅的过零电压比较器,ui加在反相输入端，输 出端的双向稳压管VS 起双向限幅作用，其稳 压值为UZ,有限幅的过零电压比 较器的电压传输特性,矩形波发生器,RFC回路既作为负反馈电路，又作为延时环节，通过RFC 充、放电实现输出状态的自动翻转。,三角波发生器,由比较器A1和积分电路A2组成。比较器A1的输出电压 uo1是积分运算电路A2的输入电压,A2的输出电压uo随时间线性增长或线性下降形成三角波,电路如此周而复始的产