5.2集成运放组成及主要参数.ppt

1、5.2 集成运算放大器的组成和主要参数 本节要点: 1.集成运算放大器概念及组成原理 2.集成运算放大器应用中的主要参数指标,将三极管、二极管和电阻连接线等电子元件组成的放大电路封装在一块0.5mm2的硅片上， 用塑料或金属封装就组成集成电路,体积小，工作可靠，价廉物美.,能将电信号进行数学运算的并能放大信号的放大器为运算放大器，简称运放。将运放作成集成电路就称为集成运算放大器.,。,集成运放在计算机应用系统及自动控制系统中有着广泛的应用,向各放大级提供合适的偏置电流和工作电压,由差动放大电路，克服零点漂移.,提供负载所需功率及效率,提供足够大的电压放大倍数,1. 集成运放的基本组成部分,5.

2、2、集成运算放大器的组成和电路符号,2、 集成运放的符号,反相输入端 输入信号与输出信号的相位相反,同相输入端 输入信号与输出信号的相位相同,输出端,由于集成运放的输入级通常由差分放大电路组成， 因此一般具有两个输入端和一个输出端。下图是国内常用习惯符号,下图集成运放电路国际标准符号,表示信号传输方向,表示理想运放。 (即ui=0,则uo=0),标“-”为反相输入端 输入信号U-与输出信号Uo的相位相反,标“+”同相输入端 输入信号U-与输出信号Uo的相位相同,(2).集成运放电路国内习惯符号与外形,集成运放外观有的是扁平双列直插式,有的是圆壳封装图为国产F007,(741),集成运放电路符号

3、也常用国内应用标准,5.2.2集成运放的主要参数 （1）输入失调电压Uio Uio的定义: 实际运放ui=0,则u00.为了使u0=0, 在输入端需要加补偿电压UiO才能使u0=0,这个补偿电压就称为输入失调电压UiO。UIO愈小,表明电路匹配愈好。 一般运放UIO的值为110 mV，高质量的在1 mV以下。,Ui0加入到输入端，使ui=0时uO=0,理想运放:输入ui=0, 输出u0=0,无零点漂移 .,（2） 输入偏置电流IiB与输入失调电流Iio,IB1,IB2,Iio定义:理想集成运放:IB1=IB2. ui=0 则uo=0. 实际集成运放： 当u0=0, 而IB1IB2. 令Ii0=

4、IB1-IB2 反映集成运放输入级电流不对称程度,定义为输入失调电流Iio值愈小愈好。,IB1和IB2流入两个输入端电流.,（3）差模 输入电阻rid与输出电阻r0d 一般在20k2M之间, 理想运放可看为;,rid两输入端差模输入电阻, 愈大愈好. 理想运放： rid= ,rOd 是输出级的开环差模输出电阻,愈小带负载能力愈强. 理想运放 rod=0 .,rid,Iid,rOd,一般在0.510之间, 理想运放可看为0;,（4） 开环电压放大倍数A0d A0d指运放在开环电路时测出的差模电压放大倍数。 A0d =U0d/Uid,差模输入 Uid,差模输出 Uod,A0d越大,运算精度越高,理

5、想值为无穷大。,输出端没有外接电阻到输入端的集成运放器称为开环电路,（5） 共模抑制比KCMR 集成运放差模电压放大倍数Aud与共模电压放大倍数Auc的比值称共模抑制比。 KCMR表示集成运放对共模信号的抑制能力 KCMR=Aud/Auc KCMR值愈大愈好,理想值为无穷大。,Ui输入电压含有用差模Uid和干扰无用Uic,放大后输出电压UO含有用差模UOd和干扰无用共模UOc,差模Uod与差模Uid为差模电压放大倍数Aud,共模UOc与共模Uic为共模电压放大倍数Auc,(6） 最大输出电压U0M 输出开路时集成运放能输出的最大输出电压峰值。 （7） 最大输出电流I0M 集成运放在不失真条件下

6、的最大输出电流。,(8) . 理想集成运放的性能指标是： 开环电压放大倍数A0d 输入电阻rid,输出电阻r0d0 KCMR,此外没有失调、失调温漂等. 理想运放并不存在,但实际运放各项指标都接近理想值,因此分析时可视为理想运放。,输出端没有外接电阻到输入端的集成运放器称为开环电路,若有外接电阻为闭环电路.,5.2.3 集成运放的应用基础,一、集成运放的特点 1.集成运放的电压传输特性,定义：差模输入Uid与输出Uod之间变化绘成曲线,可表达U0d与Uid之间的变化特性,称为集成运放的电压传输特性曲线.,Uid与Uod之间是线性放大关系,为线性工作区.,Uid与Uod之间变化非线性,为非线性工

7、作区,差模输入Uid,差模输出Uod,2.集成运放的线性应用特点 (1). 线性工作区的技术参数,理想运算放大器,放大倍数为 AOd ,理想运放输出电阻 rOd=U0d/IOd0 KCMR,理想运放输入电阻 rid=UId/Iid,线性区运放可视为理想运算放大器即Ui=Uid,则Uo=U0d,I+,I,1).运放线性区差模输入电压同相U+与反相U等电位 A0d Uid=U0d/A0d, Uid = 0 Uid = U + (- U- ) U + U 结论:该式说明线性工作区同相端U+与反相端U等电位, 差模输入Uid 0,则可看成是输入端短路,不是真正短路，所以称为虚假短路,简称“虚短”。,(

8、2). 线性工作区的特点,I,I+,U + U ,Uid = 0,称输入端“虚短”。,2).运放线性区差模输入电流同相I+与反相I相等,I,I+,Iid= I + I =0,rid ,称输入端“虚断”。, 理想运放 rid I + I =0 (无电流) 又 Iid = I + - I- I + I 结论:该式说明运放线性区同相端I+与反相端I-电流相等, 差模输入Iid 0,则可看成是输入端断路,不是真正断路，所以称为虚假断路,简称“虚断”。,集成运放在线性工作区将应用用“虚短”和“虚断”理论,形成工作在线性区的集成运放实电路如比例求和等,5.2.4 集成运放应用简介,图 5-10,1.内部结构电路 国产集成运放F007是一类应用比较广泛的通用型集成运放(国际同类741)。,引脚和连接方法,2. F007外特性,3主要参数性能指标 各类集成运放电参数都有手册可查,有些性能指标大同小异,应用时,主要查以下性能指标,这里以F007为例说明： . 输入失调电压为0.5mv . 差模开环增益106 . 共模抑制比90 . 差模输入电阻2M . 最大输出电压14v . 电源电压15v . 输入共模电压范围13v 应用时,根