16集成运算放大器1

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1、第16章集成运算放大器第16章集成运算放大器16.1集成运算放大器的简单介绍16.2运算放大器：信号运算(比例、加减、微积分)16.4运算放大器：信号产生（正弦波、矩形波）16.6使用运算放大器应注意的几个问题16.5运算放大器：信号测量（测电压、测电流）16.3运算放大器：信号处理（滤波、整形）了解运放电路的基本组成及主要参数；2.掌握集成运算放大器的线性区特点:典型运算电路模块（比例、加减、微积分）复杂运算电路（模块拼接法与虚断虚短法）3.掌握集成运算放大器的非线性区特点:电压比较器本章要求第16章集成运算放大器16.1集成运算放大器的简单介绍集成运算放大器：具有极高放大倍数的

2、多级直接耦合的模拟集成芯片。电路集成化，是电子技术发展趋势。所谓集成化：导线连接的各分立元件小体积芯片，如声卡AC97芯片。其特点：体小能耗低、性能稳定、价格还便宜。集成电路分类按集成度按导电类型按功能小、中、大和超大规模双、单极性和两种兼容数字和模拟各类型号集成芯片16.1.1集成芯片的工艺特点1.元器件参数的一致性和对称性好；2.大电阻制作困难，大电阻常用三极管恒流源代替；3.大电容制作困难，电感不能集成，故大电容、电感和变压器均需外接；4.二极管多用三极管的发射结代替。16.1.2电路的简单说明输入级中间级输出级偏置电路运算放大器方框图输入级：要求输入电阻高，抑制零点漂移

3、，采用差动放大电路。中间级：要求电压放大倍数高。采用多级直接耦合的共发射极放大电路。偏置电路:由镜像恒流源等电路组成输出级：要求输出电阻低，带负载能力强，采用射极输出器。§16.1.2集成运放器的电路原理图输入级中间级输出级-UEE+UCCu＋uou－反相输入端同相输入端T3T4T5T1T2IS基本原理框图++--+---UEE+UCCu＋uou－反相端同相端T3T4T5T1T2IS要求：输入级尽量减小零点漂移,尽量提高KCMRR,输入阻抗ri尽可能大。-UEE+UCCu＋uou－反相端同相端T3T4T5T1T2IS输入级中间级足够大的电压放大倍数-UEE+UCCu＋uou－反相输

4、入端同相输入端T3T4T5T1T2IS输入级中间级输出级主要提高带负载能力，给出足够的输出电流io，输出阻抗ro小。16.1.3主要参数1.最大输出电压UOPP能使输出和输入保持不失真关系的极限输出值UOSAT。2.开环差模电压增益Auo无反馈时的差模电压放大倍数。Auo愈高，运算电路越稳定，运算精度也越高。6.共模输入电压范围UICM运放所能承受的共模输入电压最大值。超出此值，共模抑制性能下降，甚至造成器件损坏。愈小愈好3.输入失调电压UIO4.输入失调电流IIO5.输入偏置电流IIB1.开环差模电压增益2.开环差模输入电阻3.开环输出电阻4.共模抑制比此后，运算放大器的分析都是

5、按其理想化条件进行。16.1.4理想运算放大器及其分析依据在分析运算放大器的电路时，一般将它看成是理想的运算放大器。理想化的主要条件：运放符号：－＋＋u－u+uoAuo－＋＋u－u+uo理想运放符号运算放大器的传输特性u+-u-uo+UO(sat)-UO(sat)_++AuouoAuo越大，运放的线性范围越小，必须加负反馈才能使其工作于线性区。非线性区非线性区线性区：uo=Auo(u+–u–)非线性区：u+>u–时，uo=+Uo(sat)u+

6、3.理想运放工作在线性区的特点因为uo=Auo(u+–u–)是有限值所以(1)差模输入电压u+-u–=0即u+=u–,称“虚短”(2)输入电流约等于0即i+=i–0,称“虚断”电压传输特性Auo越大，运放的线性范围越小，必须加负反馈才能使其工作于线性区。++∞uou–u+i+i––u+–u–uo线性区–Uo(sat)+Uo(sat)O4.理想运放工作在饱和区（非线性区）的特点(1)输出只有两种可能,+Uo(sat)或–Uo(sat)(2)i+=i–0,仍存在“虚断”现象电压传输特性当u+>u–时，uo=+Uo(sat)u+

7、–u–uo–Uo(sat)+Uo(sat)O饱和区饱和区的工作条件：无深度负反馈16.2线性区实现信号运算功能运算放大芯片外接电阻、电容等元件，形成负反馈电路，就能对模拟信号进行数学运算（比例、加减法、微积分、对数反对数、乘除）。运算放大器工作在线性区时，通常要引入深度负反馈。16.2.1比例运算1.反相比例运算1)电路组成以后如不加说明，输入、输出的另一端均为地()。2)电压放大倍数（3）又因虚短,所以u–=u+=0，（1）因虚断，i–=0，ifi1i–i+所以i