集成运算放大器指标测试实验指导书

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1、集成运算放大器指标测试一、实验目的1.掌握运算放大器主要指标的测试方法。2.通过运算放大器μA741指标的测试，了解集成运算放大器组件的主要参数的定义和表示方法。二、实验原理集成运算放大器是一种线性集成电路，和其它半导体器件一样，它是用一些性能指标来衡量其质量的优劣。为了正确使用集成运放，就必须了解它的主要参数指标。集成运放组件的各项指标通常是用专用仪器进行测试的，这里介绍的是一种简易测试方法。本实验采用的集成运放型号为，μA741(或F007)，引脚排列如图1-1所示。它是八脚双列直插式组件，②脚和③脚为反相和同相输入

2、端，⑥脚为输出端，⑦脚和④脚为正，负电源，①脚和⑤脚为失调调零端，①⑤脚之间可接入一只几十KΩ的电位器并将滑动触头接到负电源端。⑧脚为空脚。图1-1μA741管脚图图1-2UIO、IIO测试电路1.输入失调电压UIO输入失调电压UIO是指输入信号为零时，输出端出现的电压折算到同相输入端的数值。失调电压测试电路如图1-2所示。闭合开关K1及K2，使电阻RB短接，测量此时的输出电压UO1，则输入失调电压UIO=UO1实际测出的UO可能为正，也可能为负。高质量的运放UIO一般在1mV以下。测试中应注意：①将运放调零端开路。②

3、要求电阻R1和R2，R3和RF的参数严格对称。2.输入失调电流IIO输入失调电流IIO是指当输入信号为零时，运放的两个输入端的基极偏置电流之差IIO=丨IB1-IB2丨输入失调电流的大小反映了运放内部差动输入级两个晶体管β的失配度，由于IB1、IB2本身的数值已很小(微安级)，因此它们的差值通常不是直接测量的，测试电路如1-2所示，测试分两步进行：(1)闭合开关K1及K2，在低输入电阻下，测出输出电压UO1，如前所述，这是由于输入失调电压UIO所引起的输出电压。(2)断开K1及K2，两个输入电阻RB接入，由于RB值较大，

4、流经它们的输入电流的差异将变成输入电压的差异，因此，也会影响输出电压的大小，测出两个电阻RB接入时的输出电压UO2，若从中扣除输入失调电压UIO的影响，则输入失调电流IIO为IIO=｜IB1-IB2｜=｜UO2-UO1｜一般，IIO在100nA以下。测试中应注意：①将运放调零端开路。②两输入端电阻RB必须精确配对。3.开环差模放大倍数Aud集成运放在没有外部反馈时的直流差模放大倍数称为开环差模电压放大倍数，用Aud表示。它定义为开环输出电压UO与两个差分输入端之间所加信号电压Uid之比Aud=按定义Aud应是信号频率为零

5、时的直流放大倍数，但为了测试方便，通常采用低频(几十赫兹以下)正弦交流信号进行。由于集成运放的开环电压放大倍数很高，难以直接进行测量，故一般采用闭环测量方法。Aud的测试方法很多，现采用交、直流同时闭环的测试方法，如图1-3所示。图1-3Aud测试电路被测运放一方面通过RF、R1、R2完成直流闭环，以抑制输出电压漂移，另一方面通过RF和RS实现交流闭环。外加信号uS经R1、R2分压，使uid足够小，以保证运放工作在线性区，同相输入端电阻R3应与反相输入端电阻R2相匹配，以减小输入偏置电流的影响，电容C为隔直电容。被测运放

6、的开环电压放大倍数为Aud＝=(1+)测试中应注意：①测试前电路应首先消振及调零。②被测运放要工作在线性区。③输入信号频率应较低，一般用50～100Hz输出信号无明显失真。4.共模抑制比CMRR集成运放的差模电压放大倍数Ad与共模电压放大倍数Ac之比称为共模抑制比CMRR＝｜｜或CMRR＝20lg｜｜(db)共模抑制比在应用中是一个很重要的参数，理想运放对输入的共模信号其输出为零。但在实际的集成运放中，其输出不可能没有共模信号的成分，输出端共模信号愈小，说明电路对称性愈好，也就是说运放对共模干扰信号的抑制能力愈强，即CM

7、RR愈大。CMRR的测试电路如图1-4所示。图1-4CMRR测试电路集成运放工作在闭环状态下的差模电压放大倍数为Ad＝-当接入共模输入信号Uic时，测得UOC时，则共模电压放大倍数为AC＝得共模抑制比CMRR＝｜｜＝测试中应注意：①消振与调零②R1与R2、R3与RF之间阻值严格对称③输入信号Uic幅度必须小于集成运放的最大共模输入电压范围Uicm5.共模输入电压范围Uicm集成运放所能承受的最大共模电压称为共模输入电压范围，超出这个范围，运放的CMRR会大大下降，输出波形产生失真，有些运放还会出现“自锁”现象以及永久性的

8、损坏。Uicm的测试电路如图1-5所示。被测运放接成电压跟随器形式，输出端接示波器，观察最大不失真输出波形，从而确定Uicm值。6.输出电压最大动态范围U0PP集成运放的动态范围与电源电压、外接负载及信号源频率有关。测试电路如图1-6所示。逐渐增大UO幅度，观察UO即将失真还没有失真的时刻，从而确定运放在某一电源电压