微电子技术及应用3.1

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1、微电子技术及应用王德明dmwang@staff.shu.edu.cn第一节集成运放的基本使用方法1.集成运放的电源供给方式集成运放原则上由二个电源接线脚V+和V-，但有不同的电源供给方式。虽电源供给方式不同，但原则上输入脚回归线务必固定于V+～V-间某一点电位上。第三章模拟集成电路和集成运算放大器第二部分集成运算放大器及其应用2集成运算放大器及其应用①对称双电源供给方式3集成运算放大器及其应用②非对称双电源供给方式4集成运算放大器及其应用③单电源供给方式5集成运算放大器及其应用2.输入/输出间相位关系，虚短路为了

2、正确分析有运放的电路的工作原理，必须弄清楚运放的输入/输出电压的相位关系以及输入端虚短路的概念。输入/输出间相位关系------①同相输入端的电压相对反相端的电压是正方向增大，则输出电压是正方向增大，即正极性输出。②反相输入端的电压相对同相端的电压是正方向增大，则输出电压是负方向增大，即负极性输出。6集成运算放大器及其应用虚短路------运放使用时一般加负反馈，选定外电路的常数可获得任意值的放大倍数。实际电路中输出电压为有限值，而运放自身（开环增益）放大倍数非常大，因此，同相与反相输入间差动输入电压接近于零。在

3、正常工作状态下，可以认为同相与反相输入端是同电位，即为虚短路。7集成运算放大器及其应用3.反相放大情况电路与放大倍数8集成运算放大器及其应用电压放大倍数AV反相放大电路的电压放大倍数取决于R2和R1的比值。9集成运算放大器及其应用电压放大倍数AV的频率特性一般来说，运放自身开环增益非常大，而频率特性较差。用通用运放构成电压放大倍数为10～100倍（20～40dB）的反相放大器，小信号放大时频率约100KHz，而大信号放大时频率约10～20KHz，放大倍数即开始降低。运放消耗电流越大或者R1和R2阻值越小，频率特性

4、越好。10集成运算放大器及其应用输入阻抗（Ri）这是从输入信号源处看放大电路的电阻，所以，Ri=Ei/ii=R1输出阻抗（RO）运放的输出阻抗非常低，应用时加有负反馈电路，因此，输出电阻可视为零。11集成运算放大器及其应用4.同相放大情况电路与放大倍数12集成运算放大器及其应用电压放大倍数AV∵∴同相放大电路的电压放大倍数也取决于R2和R1的比值。反相放大电路的电压放大倍数可能小于1；同相放大电路的电压放大倍数不可能小于1。14集成运算放大器及其应用输入阻抗（Ri）从输入信号源Ei看输入电阻，等同于运放同相输入端

5、的输入阻抗。这个阻抗非常大。输出阻抗RO、频率特性等与反相放大电路基本相同。15集成运算放大器及其应用5.差动放大情况差动放大可看作是反相放大电路和同相放大电路的组合。16集成运算放大器及其应用6.电压跟随器输入阻抗高，输出阻抗近似为零，电压放大倍数AV=1。容易自激，有的运放在内部加有相位补偿电路，或者外接规定容量的补偿电容。17集成运算放大器及其应用7.零漂的调整用运放放大微弱直流输入信号时，最突出的问题是零点漂移。调整的方法①有零漂调整管脚的运放在零漂调整管脚接入电位器RP，当输入端短路时，调整电位器RP使

6、输出电压为零即可。18集成运算放大器及其应用有零漂调整管脚的运放19集成运算放大器及其应用②无零漂调整管脚的运放有些运放没有设置零漂调整管脚，尤其是双运放或四运放，因为管脚有限，几乎都省掉了。这时可在输入信号上叠加调零电压。所采用的方法应以不影响电压放大倍数AV为准。一般来说，运放零漂电压不会超过10～20mV。20集成运算放大器及其应用同相放大电路调零方法21集成运算放大器及其应用反相放大电路调零方法22集成运算放大器及其应用8.单电源运放的使用单电源运放的特点：①由图可知，输入级VT1～VT4是P型晶体管，因

7、此，输入电压即使与地同电位，输入电路也能工作。②输出管脚与地之间接有50μA的恒流源电路，因此，如果输出管脚界的负载是在50μA以内，输出电压可工作到零。③这样，零输入零输出就在运放有效范围内。23集成运算放大器及其应用单电源运放LM324内部电路24集成运算放大器及其应用充分发挥单电源运放的特长上述单电源运放在输入输出为零也能工作，因此在实际电路中，应充分利用这一特长。例如，有一种输出电压0～10V可调的稳压源，如果采用一般的双电源运放，至少也要加-2～-3V以上的辅助电源。25集成运算放大器及其应用0～10V

8、可调稳压源26集成运算放大器及其应用单电源运放和双电源运放的比较27集成运算放大器及其应用第二节CMOS运放14573和电压比较器1457414573------四可编程运放14574------四可编程电压比较器14575------可编程双运放、双电压比较器1.可编程功能：工作电流均可由外接电阻Rset进行随意编制，根据使用者对电路的压摆率SR、输出摆幅、传输延迟时间