集成运算放大器参数的测试标准实验报告

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1、电子科技大学微电子与固体电子学院标准实验报告课程名称集成电路原理与设计电子科技大学教务处制表电子科技大学实验报告学生姓名：学号：指导教师：实验地点：微固楼335实验时间：一、实验室名称：微电子技术实验室二、实验项目名称：集成运算放大器参数的测试三、实验学时：4四、实验原理：运算放大器符号如图1所示，有两个输入端。一个是反相输入端用“-”表示，另一个是同相输入端用“+”表示。可以是单端输入，也可是双端输入。若把输入信号接在“-”输入端，而“+”端接地，或通过电阻接地，则输出信号与输入信号反相，反之则同

2、相。若两个输入端同时输入信号电压为V-和V+时，其差动输入信号为VID=V--V+。开环输出电压V0=AVOVID。AVO为开环电压放大倍数。运算放大器在实际使用中，为了改善电路的性能，在输入端和输出端之间总是接有不同的反馈网络。通常是接在输出端和反相输入端之间。图1运算放大器符号本实验的重点在于根据实验指导书要求，对开环电压增益、输入失调电压、共模抑制比、电压转换速率和脉冲响应时间等主要运放参数进行测量。五、实验目的：运算放大器是一种直接耦合的高增益放大器，在外接不同反馈网络后，就可具

3、有不同的运算功能。运算放大器除了可对输入信号进行加、减、乘、除、微分、等数学运算外，还在自动控制、测量技术、仪器仪表等各个领域得到广泛应用。为了更好地使用运算放大器，必须对它的各种参数有一个较为全面的了解。运算放大器结构十分复杂，参数很多，测试方法各异，需要分别进行测量。本实验正是基于如上的技术应用背景和《集成电路原理》课程设置及其特点而设置，目的在于：（1）了解集成电路测试的常用仪器仪表使用方法及注意事项。（2）学习集成运算放大器主要参数的测试原理，掌握这些主要参数的测试方法。通过该实验，使学生了

4、解运算放大器测试结构和方法，加深感性认识，增强学生的实验与综合分析能力，进而为今后从事科研、开发工作打下良好基础。六、实验内容：1．开环电压增益测量。2．开环输出电阻测量。3．输入失调电压测量。4．共模抑制比测量。5．电压转换速率测量。6．脉冲响应时间测量。七、实验器材：（1）直流稳压电源一台（2）数字双踪示波器*一台（3）信号发生器一台（4）实验测试板及连接线一套（5）常见通用运算放大器IC样品一块八、实验步骤：1、首先熟悉数字双踪示波器和信号源的使用，根据指导书要求搭建各参数的测试电路。注意所选

5、电阻、电容的值，不能确定时要用万用表测量；在测试板上连接测试电路时应注意各运放集成块各管脚的功能，以免连接错误。2、各参数的测试（1）、开环电压增益由于开环电压增益AV0很大，输入信号VI很小，加之输入电压与输出电压之间有相位差，从而引人了较大的测试误差，实际测试中难以实现。测试开环电压增益时，都采用交流开环，直流闭环的方法。测试原理如图2所示。图2开环直流电压增益测试原理图直流通过RF实现全反馈，放大器的直流增益很小，故输入直流电平十分稳定，不需进行零点调节。取CF足够大，以满足RF》l/wCF，

6、使放大器的反相端交流接地，以保证交流开环的目的。这样只要测得交流信号电压vS和vo，就能得到（1）在讯号频率固定的条件下，增加输入信号电压幅度，使输出端获得最大无失真的波形。保持输入电压不变，增加输入电压频率，当输出电压的幅值降低到低频率值的0.707倍，此时频率为开环带宽。（2）、输入失调电压VIO图3输入失调电压和失调电流测试原理图由于运放电路参数的不对称，使得两个输入端都接地时，输出电压不为零，称为放大器的失调。为了使输出电压回到零，就必须在输入端加上一个纠偏电压来补偿这种失调，这个所加的纠偏

7、电压就叫运算放大器的输入失调电压，用VIO表示。故VIO的定义为使输出电压为零在两输入端之间需加有的直流补偿电压。输入失调电压的测量原理如图3所示。图中直流电路通过RI和RF接成闭合环路。通常RI的取值不超过100W,RF》RI。（3）共模抑制比kCMR运放应对共模信号有很强的抑制能力。表征这种能力的参数叫共模抑制比，用kCMR表示。它定义为差模电压增益AVD和共模电压增益AVC之比，即图4共模抑制比测试原理图测试原理如图4所示。kCMR的大小往往与频率有关，同时也与输入信号大小和波形有关。测量的频

8、率不宜太高，信号不宜太大。（4）、电压转换速率SR的测试电压转换速率SR定义为运放在单位增益状态下，在运放输入端送入规定的大信号阶跃脉冲电压时，输出电压随时间的最大变化率。图5电压转换速率侧试原理图SR的测试原理如图5（a）所示。测试时取RI=RF，在输入端送入脉冲电压，从输出端见到输出波形，如图5(b）所示。这时可以规定过冲量的输出脉冲电压上升沿（下降沿）的恒定变化率区间内，取输出电压幅度DV0和对应的时间Dt，由计算公式求出（2）通常上升过程和下降过程不同，故应分