电子技术 教学课件 作者 汤光华 宋涛 主编 邓 允 张 虎 主审模块三 集成运算放大电路.ppt

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1、3.1集成电路简介3.2集成运放的线性应用电路3.3集成运放的非线性应用电路3.4例析本模块主要内容一、集成电路简介1、什么是集成电路？集成电路是采用半导体制造工艺，把电子元件以及连接导线集中制造在一小块半导体基片上而构成的一个完整电路。又叫固体电路。3.1集成电路简介集成电路种类：按功能分按集成度分数字集成电路模拟集成电路——产生、变换和处理各种数字信号——放大、变换和处理模拟信号小规模中规模大规模超大规模集成运放、集成功放、集成稳压器、集成模数、数模转换器等2、基本结构特点：高增益、高可靠性、低成本、小尺寸结构示意图：高阻输入级中间级低阻输出级偏置电路反相

2、输入端同相输入端+UCC–UEEuou–u+输入级中间级输出级同相输入端输出端反相输入端集成运放的外形图：集中运放的电路符号uo++u+u––图中“－”表示反相输入端，“＋”表示同相输入端。“”表示信号的传输方向，“∞”表示理想条件。(1)输入失调电压UIO3、主要技术参数(2)输入失调电流IIO(3)开环差模电压放大倍数Aud(4)开环共模电压放大倍数Auc(5)差模输入电阻rid(6)差模输出电阻ro(7)最大输出电压Upp(8)共模抑制比KCMRUIO越小越好，一般约为±1～±10mvIIO越小越好，一般约为1nA～10.1μA输出与输入电压比

3、值大小。越小越好。其值越大，运算精度越高，性能越稳定。Aud(dB)=20lgAud（倍）动态电阻，越大越好，一般为几百千到几兆欧。越小性能越好，一般为几百欧左右。运放不失真最大输出电压的峰值可达±13V左右KCMR=Aud/Auc的绝对值，一般越大越好，一般在80dB以上。4、理想运放及其特点分析电压传输特性：输出电压与其输入电压之间的关系曲线，即uo=f(uid)线性区：uo=Auo(u+–u–)非线性区：u+>u–时，uo=+Uo(sat)u+

4、零时，输出恒为零；Auo，rid；ro0，KCMR；失调电压、失调电流及温漂为零。理想运放工作在线性区的特点因为uo=Auo(u+–u–)所以(1)差模输入电压约等于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u+–u–uo线性区–Uo(sat)+Uo(sat)OAuo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。u+–u–uo–Uo(sat)+Uo(sat)O饱和区理想运放工作在非线性区的特点电压传输特性(1)输出只有两种可能,+Uo(sat)或–Uo(sat)(2)i+=i–0,仍存

5、在“虚断”现象当u+>u–时，uo=+Uo(sat)u+

6、时u+、u–对地电阻相同，平衡电阻R2=R1//RF利用“虚短”、“虚断”、“虚地“特点”，可得出：2.同相比例运算因虚断，所以u+=ui（1）电路组成（2）电压放大倍数uoRFuiR2R1++––++–因虚短，所以u–=ui，反相输入端不“虚地”因要求静态时u+、u对地电阻相同，所以平衡电阻R2=R1//RFu+u–二、加法运算电路反相加法运算电路因虚短,u–=u+=0平衡电阻：R2=Ri1//Ri2//RFii2ii1ifui2uoRFui1Ri2Ri1++–R2+–因虚断，i–=0所以ii1+ii2=if三、减法运算电路由虚断可得：由虚短可得：

7、分析方法1：ui2uoRFui1R3R2++–R1+–++––如果取R1=R2，R3=RF如R1=R2=R3=RFR2//R3=R1//RF输出与两个输入信号的差值成正比。四、积分运算电路由虚短及虚断性质可得i1=ififi1uoCFuiR2R1++––++–uC+–当电容CF的初始电压为uC(t0)时，则有五、微分运算电路ifi1由虚短及虚断性质可得i1=ifuoC1uiR2RF++––++–uitOuotOUi–Ui3.3集成运放的非线性应用电路（电压）比较器：电压比较器用来比较两个电压的大小，常用于测量、控制和信号处理等电路中。一、比较器分为

8、过零电压比较器、单限电压比较器和滞回电