集成运算放大器.ppt

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1、第17章集成运算放大器1集成电路:将整个电路的各个元件做在同一个半导体基片上。集成电路的优点：工作稳定、使用方便、体积小、重量轻、功耗小。集成电路的分类：模拟集成电路、数字集成电路；小、中、大、超大规模集成电路；17.1集成运放的简单介绍217.1.1集成电路内部结构的特点1.电路元件制作在一个芯片上，元件参数偏差方向一致，温度均一性好。2.电阻元件由硅半导体构成，范围在几十到20千欧，精度低。高阻值电阻用三极管有源元件代替或外接。3.几十pF以下的小电容用PN结的结电容构成、大电容要外接。4.二极管一般用三极管的发射结构成。3UEE+UCCu+uou–反相输入端同相输入端T3

2、T4T5T1T2IS17.1.2原理框图输入级中间级输出级与uo反相与uo同相4对输入级的要求：尽量减小零点漂移,尽量提高KCMRR,输入阻抗ri尽可能大。对中间级的要求：足够大的电压放大倍数。对输出级的要求：主要提高带负载能力，给出足够的输出电流io。即输出阻抗ro小。集成运放的结构（1）采用四级以上的多级放大器，输入级和第二级一般采用差动放大器。（2）输入级常采用复合三极管或场效应管，以减小输入电流，增加输入电阻。（3）输出级采用互补对称式射极跟随器，以进行功率放大，提高带负载的能力。5一、开环电压放大倍数Auo无外加反馈回路的差模放大倍数。一般在105107之间。理想运放的

3、Auo为。二、共模抑制比KCMMR常用分贝作单位，一般100dB以上。17.1.3主要参数6ri大:几十k几百k运放的特点KCMRR很大ro小：几十几百Auo很大:104107理想运放：riKCMRRro0Auo运放符号：＋－u－u+uo－＋＋u－u+uoAuo17.1.4理想运算放大器及其分析依据7uiuo+UOM-UOMAuo越大，运放的线性范围越小，必须在输出与输入之间加负反馈才能使其扩大输入信号的线性范围。uiuo_++Auo例：若UOM=12V，Auo=106，则

4、ui

5、<12V时，运放处于线性区。线性放大区8由于运放的开环放大倍数很大

6、，输入电阻高，输出电阻小，在分析时常将其理想化，称其所谓的理想运放。理想运放的条件虚短路放大倍数与负载无关。分析多个运放级联组合的线性电路时可以分别对每个运放进行。虚开路运放工作在线性区的特点9理想运放的符号_++u+u-u010i1idif17.7运算放大电路中的负反馈17.7.1并联电压负反馈uoRF_++R1R2ui+-RL+-削弱净输入为负反馈反馈取自输出电压,为电压反馈反馈信号与输入信号在输入端以电流的形式做比较,为并联反馈电压并联负反馈1117.7.2串联电压负反馈削弱净输入为负反馈反馈取自输出电压,为电压反馈反馈信号与输入信号在输入端以电压的形式做比较,为串

7、联反馈电压串联负反馈uoRF_++R1R2ui+-RL+-i1ifud-+uf-+1217.7.3串联电流负反馈为负反馈反馈取自输出电流为电流反馈反馈信号与输入信号在输入端以电压的形式做比较为串联反馈电流串联负反馈uo_++R2ui+-RL+-ioud-+uf-+RF1317.7.4并联电流负反馈为负反馈反馈取自输出电流,为电流反馈反馈信号与输入信号在输入端以电流的形式做比较,为并联反馈RFuo+-RLR_++R1R2ui+-ioi1idifiR电流并联负反馈1417.2运算放大器在信号运算方面的应用虚拟短路虚拟断路放大倍数与负载无关，可以分开分析。u+u

8、o_++u–Ii信号的放大、运算有源滤波电路运放线性应用1517.2.1比例运算电路作用：将信号按比例放大。类型：同相比例放大和反相比例放大。方法：引入深度电压并联负反馈或电压串联负反馈。这样输出电压与运放的开环放大倍数无关，与输入电压和反馈系数有关。16i1=i2uo_++R2R1RPuii1i2虚短路虚开路1、反相输入结构特点：负反馈引到反相输入端，信号从反相端输入。17平衡电阻，使输入端对地的静态电阻相等，保证静态时输入级的对称性。RP=R1//R2uo_++R2R1RPuii1i218电位为0，虚地_++R2R1RPuii1i2反馈方式电压并联负反馈输出电阻

9、很小！192、同相输入_++R2R1RPuiuou-=u+=ui反馈方式：电压串联负反馈。输入电阻高虚短路虚开路结构特点：负反馈引到反相输入端，信号从同相端输入。20_++uiuo此电路是电压并联负反馈，在电路中作用与分离元件的射极输出器相同，但是电压跟随性能好。3、电压跟随器结构特点：输出电压全部引到反相输入端，信号从同相端输入。电压跟随器是同相比例运算放大器的特例。2117.2.2加法运算作用：将若干个输入信号之和按比例放大。类型：同相求和和反相求和。方法