电子技术 王建珍 04

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1、电子技术授课教师：Chapter4集成运算放大电路及其应用4.1集成运算放大器集成电路是利用特定的半导体制造工艺，将整个电路中的元器件制作在一块硅片上，封装后引出多个电极，构成具有特定功能的电路块。7/23/20212电子技术Chapter4集成运算放大电路及其应用集成电路按其功能分类可分为数字集成电路和模拟集成电路；按用途分类可分为通用型和专用型。通用型集成电路可用于多种场合。4.1.1集成运算放大器的组成及各部分的作用通用型集成运算放大器是由输入级、中间电压放大级、输出级和偏置电路等构成。如下图所示。7/23/20213电子技术Chapte

2、r4集成运算放大电路及其应用输入级一般由差分放大电路构成，利用差分放大电路的对称性可以减小温度漂移的影响，从而提高整个电路的共模抑制比。中间电压放大级大多采用有源共发射极放大电路，其主要作用是提高电压增益。输出级常采用甲乙类互补对称功率放大电路，主要用于提高集成运算放大器的负载能力，减小大信号工作下的非线性失真。偏置电路用以供给各级直流偏置电流，它由各种电流源电路组成。此外，集成运算放大器还有一些辅助电路，如过流保护电路等。7/23/20214电子技术Chapter4集成运算放大电路及其应用通用型集成运算放大器741的简化电路，如图所示。7/2

3、3/20215电子技术Chapter4集成运算放大电路及其应用4.1.2集成运放的主要性能指标1．开环差模电压放大倍数Aud开环差模电压放大倍数Aud是指集成运放在无外加反馈回路的情况下的差模电压放大倍数，即Aud=Δuo/Δ(uP−uN)。Aud通常用分贝（dB）表示，通用型集成运放的Aud大约105dB，即100dB左右。一般F007的大于94dB，理想条件下认为Aud→∞2．共模抑制比KCMR共模抑制比KCMR等于差模放大倍数与共模放大倍数之比的绝对值，即KCMR=│Aud/Auc│，通常也用dB表示，其数值为20logKCMR。KCMR

4、值越大，集成运放共模抑制信号的能力越强。F007的KCMR大于80dB，理想条件下人们认为KCMR→∞。7/23/20216电子技术Chapter4集成运算放大电路及其应用3．差模输入电阻rid集成运放的差模输入电阻rid是指集成运放在输入差模信号时的输入电阻。rid值越大，集成运放向信号源取的电流越小。F007的输入电阻大于2MΩ，理想条件下可认为rid→∞。4．输出电阻ro集成运放的输出电阻的大小反映了集成运放在小信号输出时的负载能力，其定义只用最大输出电流Iomax表示它的极限负载能力。一般认为理想集成运放的ro→0。7/23/20217

5、电子技术Chapter4集成运算放大电路及其应用5．输入失调电压Uio理想的集成运放在输入电压为零时，输出电压也应为零。但由于输入级电路参数不可能绝对对称等原因，实际的集成运放输入为零时，输出电压并不为零。输入失调电压Uio是指为了使输出电压为零而在输入端所加的补偿电压（去掉外接调零电位器）。因而，Uio越小越好。F007的Uio小于2mV，理想条件下可认为Uio≈0。7/23/20218电子技术Chapter4集成运算放大电路及其应用6．输入失调电流Iio输入失调电流是指当运放输入电压为零时，两输入端静态偏置电流IP与IN之差，即Iio=

6、I

7、P−IN

8、，失调电流的大小反映了差动输入级两个晶体管的失配程度，一般以nA为单位，高质量的运放输入失调电流低于1nA。7．最大共模输入电压Uicmax最大共模输入电压Uicmax是指运放在线性工作范围内能承受的最大共模输入电压。如果输入超过这个电压，共模抑制比KCMR将显著下降，甚至使运放失去差模放大能力或永久损坏。高质量的运放Uicmax值可达十几伏。7/23/20219电子技术Chapter4集成运算放大电路及其应用4.1.3理想集成运算放大电路1．集成运算放大器的符号2．集成运算放大器的理想特性在实际应用中，常把集成运算放大器理想特性认为

9、：Aud→∞、Rid→∞、Ro→0、KCMR→∞以及失调和温漂均趋于零，上限截止频率fH→∞。7/23/202110电子技术Chapter4集成运算放大电路及其应用4.1.4集成运放的电压传输特性集成运放的应用电路多种多样，但就其工作区域来说却只有线性区和非线性区两个，在电路中，集成运放不是工作在线性区，就是工作在非线性区。1．理想运放在线性工作区当理想集成运放引入负反馈时，则集成运放工作在线性区。根据上述理想化条件，可认为集成运算放大器线性工作时，只要集成运算放大器输出电压uo为有限值，则输入差模电压uid=uN−uP就必趋于零。即7/23/

10、202111电子技术Chapter4集成运算放大电路及其应用由于差模输入电阻Rid趋于无穷大，因而流进运算放大器的电流也必然趋于零，即根据，我们可以把