集成运算放大器的分析与应用ppt课件.ppt

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1、第1章绪论第2章半导体器件基础第3章双极型模拟集成电路的基本单元电路第4章MOS模拟集成电路的基本单元电路第5章负反馈放大电路第6章集成运算放大器的分析与应用第7章直流电源电路课程章节主讲:刘颖问题：集成运算放大器的由来？如何判断电路是否是运算电路？有哪些基本运算电路？怎样分析运算电路的运算关系？如何分析集成运算放大器？集成运算放大器有哪些应用？第6章集成运算放大器的分析及应用第6章集成运放的分析及应用6.1集成运算放的组成及基本特性6.2集成运算放大器的主要参数6.3运放的线性应用及理想运放模型6.4基本运算电路6.5

2、电压比较器6.6波形发生器6.7集成运放的其他应用电路小结6.1集成运算放的组成及基本特性一、概述二、集成电路的基本结构三、模拟集成运放的典型电路1）通用集成电路2）模拟信号处理电路3）控制系统专用集成电路，如电机控制电路、可控硅控制电路等.4）通信系统专用集成电路，如电话电路、无线通信电路、交换专用电路等。5）测试系统专用集成电路，ATE电路、信号变换和处理电路等。6）仪器专用电路等。6.1集成运算放大器的组成及基本特性1.模拟集成电路分类按照应用领域进行分类：一、概述按照电路的功能进行分类1）运算放大器2）模拟乘法器

3、（除法器）3）对数放大器4）函数发生器5）滤波器6）压控振荡器7）集成功率放大器8）集成稳压电源……一、概述(续）6.1集成运算放大器的组成及基本特性集成电路通用型专用型按照集成电路分类1．集成电路的基本结构二集成电路的基本结构二集成电路的基本结构(续）2．模拟集成电路组成输入级中间级输出级偏置电路组成：运算放大器是由直接耦合多级放大电路集成制造的高增益放大器，它的组成框图如图所示。运放组成差放输入级中间放大级低阻输出级恒流源偏置U+U-Uo三、模拟集成运放的典型电路运放旧符号运放国标符号1.输入级:高性能的差动放大电路

4、。运放有两个输入端，一个称为同相输入端，即输出与该端输入信号相位相同，用符号U＋表示；另一个称为反相输入端，即输出与该端输入信号相位相反，用符号U－表示。4.恒流源偏置：可提供稳定的几乎不随温度而变化的偏置电流，以稳定工作点。3.低阻输出级：由PNP和NPN两种极性的三极管或复合管组成，以获得正负两个极性的输出电压或电流。具体电路参阅功率放大器。2.中间放大级：提供高的电压增益，以保证运放的运算精度。多为差动电路和带有源负载的高增益放大器。差放输入级中间放大级低阻输出级恒流源偏置U-U+运放组成集成运放F007的电路原理

5、2．单极型集成运放第一级是以P沟道管T3和T4为放大管、以N沟道管T5和T6管构成的电流源为有源负载。第二级是共源放大电路，以N沟道管T8为放大管，漏极带有源负载。6.2集成运算放大器的主要参数集成运放的性能指标-主要参数如下：1电源电压2开环差模电压增益AUd3共模抑制比KCMR4差模输入电阻rid5输入失调电压Uos6输入失调电压的温漂dUos/dT7输入失调电流Ios8输入失调电流的温漂dIos/dT9输入偏置电流IB10最大共摸输入电压Uic,max11最大差模输入电压Uid,max12-3dB带宽13单位增益带

6、宽BWG----fT14转换速率SR(摆率)

7、duo/dt

8、max6.3线性应用及理想运放模型一、线性应用和非线性应用二、理想运放模型6.3线性应用及理想运放模型运放模型分类按精度分类理想模型非理想模型运放宏模型按功能分类直流模型交流小信号模型大信号模型噪声模型6.3线性应用及理想运放模型（续）运放分析特点：芯片内部分析复杂、外部特征特征分析简单。运放分析内容传输特性(输入与输出信号关系特性)频域特性时域特性温度特性噪声特性……主要分析内容1.线性应用：运放输入输出成线性关系的应用。闭环应用，如“运算电路”、“有源滤波电

9、路”等。一、线性应用和非线性应用2.非线性应用：运放输入输出成非线性关系的应用。开环应用，如比较器。输入输出输入输出电压放大器电压比较器二、理想运放模型1.理想运放的性能1)开环电压增益Aud=∞;2)输入电阻Rid=∞;3)输出电阻Ro=0;4)频带宽度F=∞;5)共模抑制比CMRR=∞;6)失调、漂移和内部噪声为零。主要条件条件较难满足，可采用专用运放来近似满足。二、理想运放模型（续）-U-I-+U+I+Uo+-AUd(U+-U-)1）同相端与反相端呈开路状态。2）输出回路为一受控电压源AUd(U+-U-)，由于输

10、出电阻ro=0,所以Uo=AUd(U+-U-)。2.理想运放模型3.线性运用状态时主要特征1.理想运放的同相和反相输入端电流近似为零，称虚断。I+=I-≈02.理想运放的同相和反相输入端电位近似相等，称虚短。U+=U-Rid≈∞虚断虚短在分析运算放大器处于线性状态时，可把两输入端视为等电位，这一特性称为虚假短路，简称