第十七章集成運算放大器

1、第十七章集成運算放大器§7.1集成運算放大器的簡單介紹§7.2運算放大器在信號運算方面的應用 §7.3運算放大器在信號處理方面的應用§7.6集成功率放大器§7.7運算放大器電路中的負反饋 §7.8使用運算放大器應注意的問題§7.1集成運算放大器簡介集成電路：優(yōu)點：分類:將整個電路的各個元件做在一個半導體基片上。工作穩(wěn)定、使用方便、體積 小、重量輕、功耗小。模擬集成電路、數(shù)字集成電路小、中、大、超大規(guī)模集成電路 一、集成運算放大器的特點1、電阻元件由硅半導體構(gòu)成，范圍在 100到30KQ，精度低。高阻值電阻用三極管有源元件代替

2、或外接。難做大容量電容，更難做電感.2、輸入級采用差動放大電路，電路元件制作在一 個芯片上，元件參數(shù)偏差方向一致，溫度均一性好。3、二極管一般用三極管的發(fā)射結(jié)構(gòu)成。運放的特點和符號 運放的特點：ri高:幾十k幾百k? KCMRR很大ro?。簬?十幾百？ A o很大:104以上 107運放符號： 理想運放：ri KCMRFH ro 0 Ao x三、主要參數(shù)1最大輸出電壓UOPP約為0.8倍的電源電壓2開環(huán)電壓放大倍數(shù) AuO約為80-140db3輸入失調(diào)電壓UIO及其溫漂dUIO/dT約為幾毫伏，越小越好4.輸入失調(diào)電流IIO約為0.05譏5輸入偏置電流IIB6共模輸入電壓范圍UICM約為0.5

3、訃7共模抑制比KCMRR8. 最大共模輸入電壓 UIOmax9. 最大差模輸入電壓Uidmax10. -3db帶寬 fH11. 單位增益帶寬fc12. 轉(zhuǎn)換速率SR四、理想運放及其分析依據(jù)理想運放的性能指標集成運放的理想化參數(shù)是：1. 開環(huán)差模增益（放大倍數(shù)）Auo x2. 差模輸入電阻Rid x3. 輸出電阻Ro=04. 共模抑制比KCMX5.上限截止頻率fH=s6失調(diào)電壓Uoi、失調(diào)電流loi、和它們的溫漂dUoi/dT( °、dloi/dT( C)均為零, 且無任何內(nèi)部噪聲。理想運放在線性工作區(qū)1. 理想運放在線性區(qū)的特點uo=Aod(uP-uN)T10""

4、1I11l-o以上電路的比較歸納：1它們都引入電壓負反饋，因此輸出電阻都比較小。2. 關于輸入電阻反相輸入的輸入電阻小， 同相輸入的輸入電阻高。以上放大器均可級聯(lián)，級聯(lián)時放大倍數(shù)分別獨立計算L0運算電路要求1熟記前8種基本運算電路的電路圖及放大倍數(shù)公式。2. 以上基本運算電路級聯(lián)后輸出的計算。會用ib-=O,ib+ =0, u+ = u-分析給定運算電路的放大倍數(shù)6» °III°I +1-NMB1 亠QoEZJr> f4T隨輸 采1732采樣保持電路 當輸入信號變化較快時要求輸出信號能快速而準確地跟 入信號的變化進行間隔采樣。在兩次采樣之間保持上一次采樣結(jié)束

5、時的狀態(tài)樣保持技術(shù)常用于數(shù)字電路、計算機和程序控制等裝置中。Ini1111:1I1111 a aiII>§7.6集成功率放大器 我們常用的單放機，錄音機，以及一部分收音機的輸出都是采用集成功率放大器。集成功率放大器如LM386,LM384都是由復合差動的輸入級，共發(fā)射級放 大的中間級和OTL互補對稱的輸出級組成。 下面以LM386為 例，構(gòu)成的功率放大電路，如圖所示§7.7運算放大器電路中的負反饋 前面知道放大電路有四種類型的負反饋，運算放大器電路的四種類型的負反饋。即并聯(lián)電壓負反饋；串聯(lián)電壓負反饋；串聯(lián)電流負反饋和并聯(lián)電流負反 饋。一、并聯(lián)電壓負反饋 是反相比例運算

6、電路，反 饋電路是從輸出端接到輸 入端的。為負反饋。反饋 電流=uo/RF,取自輸出電 壓，并聯(lián)，為電壓反饋 即是并聯(lián)電壓負反饋。 第17章集成運算放大器二、串聯(lián)電壓負反饋 是同相比例運算電 路，反饋電路自輸出端接 到反相輸入 端，而后經(jīng)電 阻R1接地。經(jīng)分壓后反饋 電壓為二R1i1,他是輸出 電壓的一部 分，并削弱了凈輸入電壓，為負反饋， 取自電壓為電壓反饋。反 饋信號與輸入 信號以電壓形式比較，為串聯(lián)反饋。三、串聯(lián)電流負反饋 從電路結(jié)構(gòu)看，是同相 比例運算電路，故 輸出電流：得出 反饋信號取自輸出電流，并與之正 比，故為電流反饋。反饋信號與輸入信號是串 聯(lián)，故為串聯(lián)反饋。四、并聯(lián)電流負反饋

7、 從圖可以得出 即得：輸出電流為：負反饋信號取自輸出電 流，并與之成正比，為電流反 饋，反饋信號與輸入信號以電流形式作比較，為并 聯(lián)反饋。從上分析得出：1、如果輸入信號與反饋信號表現(xiàn)為電流形式，那么反饋的連接形式就是串聯(lián)形式；2如果輸入信號與反饋信號表現(xiàn)為電壓形式，那么反饋的連接形式就是并聯(lián)形式；3、如果將輸出端對地短路，反饋信號為零，則該反饋是電壓反饋。4、如果將輸出端開路，反饋信號消失，則該反饋是電流反饋。5、反饋信號使凈輸入信號減少的，是負反饋。§7.8使用運算放大器應注意的幾個問題一、選用元件運算放大器無論是按照技術(shù)指標，內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)還是運算放大器數(shù)目來分種類都 是非常多的。在選用時，應根據(jù)實際條件而定，如測量放大器要求高輸入、高開環(huán)放大倍數(shù)、 低溫漂等等要求來選。要識別管腳以及內(nèi)部功能。二、消振由于運放內(nèi)部晶體管極間電容和寄生參數(shù)的影響，很容易產(chǎn)生自激振蕩。通常采 用外接RC消振電路或消振電容，來消除振蕩。三、調(diào)零由于運算放大器內(nèi)部參數(shù)不完全對稱，導致輸入信號為零時，輸出仍有信號，為 此，使用時必須外接調(diào)零電路。圖 F007的1, 5腳就是外接調(diào)零電位器。四、保護1.輸入端保護：在運放的輸入端常常接入反相并聯(lián)二極管，來限制輸入電壓。2