《集成运算放大电路》PPT课件

1第16章集成运算放大电路2第16章集成运算放大电路一、集成运算放大电路简介二、集成运放的主要参数三、理想集成运放及分析依据四、集成运放的种类及选择五、集成运算放大器的应用3集成运放----高性能的直接耦合多级放大电路。一、集成运算放大电路简介集成运放是一种电压放大倍数高、输入电阻大、输出电阻小、共模抑制比高、抗干扰能力强、可靠性高、体积小、耗电少的通用电子器件。采用微电子技术将由二极管、晶体管、场效应管、电阻、电容等器件组成的具有特定功能的电路都集成在一小块半导体晶片上，封装上外壳，向外引出若干个管脚，构成一个完整的、具有一定功能的电路。这个电路是一个不可分割的固体块，所以又称固体组件。集成电路---41.集成运放电路的组成及其各部分的作用两个输入端一个输出端若将集成运放看成为一个“黑盒子”，则可等效为一个双端输入、单端输出的差分放大电路。5输入级中间级输出级偏置电路u+u-uO输入级：前置级，多采用差分放大电路。要求ri大，Ad大，Ac小，输入端耐压高。中间级：主放大级，多采用共射放大电路。要求有足够的放大能力。输出级：功率级，多采用互补输出级。要求ro小，可直接带负载。偏置电路：为各级放大电路设置合适的静态工作点。62.集成运放的外形和管脚空脚+UCC-UEE输出u-u+12345678A741接调零电位器接调零电位器7u－u+uo－＋＋Au0：开环电压放大倍数3.集成运放的符号u－：反相输入端；u+：同相输入端；uo：输出端。)(0uuAuuo8非线性区：uuuiouoMuoMu线性区：)(uuAuuoooMouu非线性区：oMouu)(uufuo)(uuAuodo4.集成运放的电压传输特性9由于Auo高达几十万倍，所以集成运放工作在线性区时的最大输入电压(u+－u-)的数值仅为几十～一百多微伏。在线性区：uO＝Auo(u+－u-)Auo是开环差模放大倍数。(u+－u-)的数值大于一定值时，集成运放的输出不是＋UOM,就是－UOM，即集成运放工作在非线性区。102）差模输入电阻rid与输出电阻ro：输入电阻很高。一般为几十千欧~几十兆欧。输出电阻很低。一般为几十欧。1）开环电压放大倍数Au0：越大越好。一般为104~1073）共模抑制比KCMRR：对共模信号的抑制能力。很高。一般为103~107。二、集成运放的主要参数11运放能抑制共模信号的范围。4）共模输入电压范围UiCM：运放正常工作时，允许输入差模电压的范围。5）最大差模输入电压UidM：一般略低于正、负电源电压。6）最大输出电压Uopp：能使输入输出保持不失真关系的最大输出电压12三、理想集成运放及分析依据1、理想运放：ridKCMRRro0Au2、理想运放的传输特性uo=f（ui）uoui=u+-u-+Uom-Uom理想运放有无线性区？133、理想运放的分析依据因为：rid=u－u+uo－＋＋i－i+1）i－=i+=0因为：u+-u-=uo/Au02）u+=u-uo为有限值，Au0为结论2只适用于理想运放闭环线性应用时！注意！“虚断”“虚短”结论1适用于理想运放工作在线性和饱和时！14在实际中，集成运放的Au0，rid不可能是无穷大，所以“虚短”和“虚断”是两个近似的结论。理想运放的线性区趋近于0，所以运放要工作在线性区，必须引入深度负反馈。151.集成运放的种类单电源供电正、负电源不对称型正、负电源对称型双电源供电按供电方式分四运放双运放单运放分即一个芯片上运放个数按集成度)(型双极型按制造工艺分COMS四、集成运放的种类及选择16按性能指标分类•通用型80～120mW功耗0.5～0.7V/sSR0.5～2MHz单位增益带宽70～90dBKCMR0.3～7IIB0.2～2IIO2～5mVUIO0.5～2Mrid65～100dBAod数值范围单位参数通用型运放的性能指标17高阻型、高速型、高精度型和低功耗型•特殊型高阻型：rid109；适用：测量放大电路等；高速型：增益带宽高；适用：A/D,D/A转换等；高精度型：低失调，低温漂，低噪声，高增益；适用：高精度仪器设备等；低功耗型：适用航天仪器设备等。182.运放的选择一、信号源的性质二、负载的性质三、精度要求四、环境条件查手册，选型号首选：通用型，通用型不能满足要求时，选择特殊型。根据：19五、集成运算放大器的应用首先将集成运放的性能指标理想化—理想运放1.理想运放的线性应用电路特征：引入负反馈。PiNiP反馈通路u-u+uo∞++N（1）虚短路uu（2）虚断路0ii“虚断”和“虚短”是集成运放线性应用时，分析电路输出和输入关系的两个重要依据。202．集成运算放大器的非线性应用电路特征：理想运放工作在开环状态或只引入正反馈。uoA输出电压uo只有两种取值：+Uom和-UomuuomUuouuomUuo0ii分析集成运放应用电路时，首先应根据有无反馈及反馈的类型来判断集成运放的工作区域，然后根据不同区域的工作特点来求解相应的电路。21第16章要求1、熟悉集成运放的组成及各部分的作用。2、正确理解主要指标参数的物理意义及其使用注意事项。3、了解运放的类型及选择22END