集成电路及其它常用电子原器件简介

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1、1.2.3集成电路及其它常用电子原器件简介一、通用型集成电路的组成及其基本特性1、通用型集成运算放大器的组成集成电路是利用半导体的制造工艺，将整个电路中的元器件制作在一块基片，封装后构成特定功能的电路块。集成电路按其功能可分为数字集成电路和模拟集成电路。模拟集成电路品种繁多，其中应用最为广泛的是集成运算放大器。2、模拟集成电路在结构上有如下一些特点：（1）集成电路中的电阻元件由硅半导体的体电阻构成，电容元件常用PN结电容构成，电阻和电容的数值范围不大，且误差较大。若电阻、电容值太大，会占用过大的硅片面积，所以，集成电路中不采用大容量电容元件，其高阻值电阻多用有源器件来替代。（2）虽然

2、集成电路中元器件参数的绝对误差很大，但由同一硅片上用相同工艺制成的同样元件，其参数的相对误差很小，温度的均一性好，敌容易制成特性相同的管子和阻值相等的电阻，所以集成电路中普遍采用差分放大电路、恒流源电路和OCL电路等。（3）电路中缓间都采用直接耦合方式工，以减少级间耦合元件个数及耦合损耗。集成电路中还广泛采用复合管电路以及共射一共基、共集一共基等组合电路、运算放大器本质上是一个高电压增益、高输入电阻和低输出电阻的直接耦合多级放大电路，因它最初主要用于模拟量的数学运算而得此名。随着电子技术的发展，现代运算放大器均由集成电路构成，它有许多类型，为了方便常将其分为通用型和专用型两类。前者的

3、适用范围很广，其特性和指标可以满足一般应用要求；后者是在前者的基础上，为适应某些特殊要求而制作的。通用型集成运算放大器的组成框图3.5.3所示。它由输入级、中间电压放大级、输出级和偏置电路等组成。输入级均采用差分放大电路、利用差分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。它的两个输入端可以扩大集成运算放大器的应用范围。中间电压放大级大多采用有源负载的共发射极放大电路组成，其主要作用是提高电压增益。输出组一般采用甲乙类补对称放大电路，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

4、，集成运算放大器还有一些辅助电路，哪过流保护电路等。图3.5.4所示为通用型集成运算放大器741的简化电路。这是主要将原电路中的偏置电流源和有源负载电路分别用单独的电流源符号代替。图中，V1、V3、和V2、V4组成共集一共基组合差分电路，V5、V6组成有源负载，构成双端变单端电路。V7、V8组成复合管共发射极放大电路中间级，由于采用有源负载，故该级可获得很高的电压地益。输出级由V9～V13组成典型的甲乙类互补对称功率放大电路，V11构成推动级，V12、V13构成互补对称输出级。3、集成运算放大器电路符号及理想化条件（1）、集成运算放大器电路符号集成运算放大器电路符号如图3.5.5（a

5、）所示，图中“”表示信号的传输方向，“”表示理想条件，两个输入端中，N称为反相输入端，用符号“-”表示，说明如果输入信号由此端加入，由它产生的输出信号与输入信号反相。P称为同相输入端，用“+”表示，说明输入信号由此加入，由它产生的输出信号与输入信号同相。考虑到运算放大器要有直流电源才能工作，大多数集成运算放大器需要两个直流电源供电，所以图3.5.5（b）中由运算放大器内部引出的两个端子分别接到正电源+VCC和负电源-VEE，一般VCC＝VEE。运算放大器的参考地就是两个电源的公共地端。集成运算放大器最少应有上述5个端子，根据结构、功能的不同，有的运算放大器还可能有几个供专门用途的端子

6、，如频率补偿和调零端等，相应功能可查阅有关器手册。（2）、集成运算放大器特性的理想化集成运算放大器等效电路如图3.5.6所示，图中，Rid、Ro分别为运算放大器的差模输入电阻和输出电阻，Aud为开环差模电压放大倍数，Un和Up分别为反相、同相端输入电压，差模输入电压Uid=Un-Up。在经性工作状态、输出端开路时，输出电压UO＝AudUid。一般集成运算放大器的开环差模电压增益Aud非常大，其值可达104～107倍（80-140dB）,差模输入电阻Rid很高，采用双极型三极管作输入级，其典型值为几十千欧到几兆欧，而采用场效应管作输入级，其输入电阻通常大于108Ω。输出电阻RO很小，其

7、值约为几十到几百欧，一般小于200Ω。另外，集成运算放大器的共模抑制比KCMR也很大，可达104～106（80～120dB），失调电压、失调电流以及它们的温漂均很小。因此，在实际应用中，常把集成运算放大器特性理想化，即可认为：Aud→∞、Rid→∞、RO→0、KCMR→∞以及失调和温漂均趋于零。二、其它元件1、变压器变压器是将两组或两组以上的线圈绕在同一个线圈骨架上，或绕在同一铁芯上制成的。若线圈是空心的，成为空心变压器，如图（a）所示；若在绕好的线圈中插