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1、 集成运算放大器是一种具有很高放大倍数的多级直接耦合集成运算放大器是一种具有很高放大倍数的多级直接耦合放大电路，是发展最早、应用最广泛的一种模拟集成电路。放大电路，是发展最早、应用最广泛的一种模拟集成电路。集成电路集成电路:是把整个电路的各个元件以及相互之间的联接是把整个电路的各个元件以及相互之间的联接同时制造在一块半导体芯片上同时制造在一块半导体芯片上,组成一个不可分的整体。组成一个不可分的整体。：体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、价格低。体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、价格低。按集成度按集成度按导电类型按导电类型按功能按功能小、中、大和超大规模小、中、大和超大规模双、单极性和两种兼容双、
2、单极性和两种兼容数字和模拟数字和模拟各类型号集成芯片各类型号集成芯片 1.输入级大都采用输入级大都采用差分放大电路差分放大电路，因此元器件参数的一致性，因此元器件参数的一致性和对称性好；和对称性好；2.电阻的阻值受到限制，大电阻常用电阻的阻值受到限制，大电阻常用晶体管恒流源晶体管恒流源代替，代替，直流高阻值大电阻和电位器需外接；直流高阻值大电阻和电位器需外接；3.电容的容量受到限制，电感不能集成，故各放大器之间电容的容量受到限制，电感不能集成，故各放大器之间采用直接耦合，大电容、电感和变压器均需外接。采用直接耦合，大电容、电感和变压器均需外接。16.1.2 电路的简单说明电路的简单说明输入级输
3、入级 中间级中间级 输出级输出级偏置偏置电路电路运算放大器方框图运算放大器方框图 输入级：输入级：能有效抑制零点漂移和共模干扰信号，因此都能有效抑制零点漂移和共模干扰信号，因此都采用采用差分放大电路差分放大电路，有同相和反相两个输入端，有同相和反相两个输入端。中间级：中间级：要求电压放大倍数高，一般由要求电压放大倍数高，一般由共发射极放大电共发射极放大电路路构成。构成。偏置电路偏置电路:为上述各级电路提供稳定和合适的偏置电流，为上述各级电路提供稳定和合适的偏置电流，从而决定合适的静态工作点。从而决定合适的静态工作点。输出级：输出级：与负载相接，要求带负载能力强、输出电压范与负载相接，要求带负载
4、能力强、输出电压范围宽，一般由互补对称电路或围宽，一般由互补对称电路或射极输出器射极输出器构成。构成。运算放大器的管脚和符号运算放大器的管脚和符号反相反相输入端输入端同相同相输入端输入端+UCCUCCuo+uu+Auo信号传信号传输方向输方向输出端输出端开环电压开环电压放大倍数放大倍数(a)(b)(a)符号符号;(b)引脚引脚8 7 6 5 F0071 2 3 4 U-U+-UCC+UCC输出输出16.1.3 主要参数主要参数 1.最大输出电压最大输出电压 UOPP 能使输出和输入保持不失真关系的最大输出电压。能使输出和输入保持不失真关系的最大输出电压。2.开环电压放大倍数开环电压放大倍数 A
5、uo 运放运放没有接反馈电路没有接反馈电路时的差模电压放大倍数。时的差模电压放大倍数。Auo愈高，所构成的运算电路越稳定，运算精度也越高。愈高，所构成的运算电路越稳定，运算精度也越高。6.共模输入电压范围共模输入电压范围 UICM 运放所能承受的共模输入电压最大值。超出此值，运放所能承受的共模输入电压最大值。超出此值，运放的共模抑制性能下降，甚至造成器件损坏。运放的共模抑制性能下降，甚至造成器件损坏。3.输入失调电压输入失调电压 UIO 4.输入失调电流输入失调电流 IIO 5.输入偏置电流输入偏置电流 IIB1）开环电压放大倍数）开环电压放大倍数 2）开环输入电阻）开环输入电阻3）开环输出电
6、阻）开环输出电阻4）共模抑制比）共模抑制比 由于实际运算放大器的技术指标接近理想化条件，且该误由于实际运算放大器的技术指标接近理想化条件，且该误差在工程上是允许的，而用理想运算放大器分析电路可使问题差在工程上是允许的，而用理想运算放大器分析电路可使问题大大简化，因此后面对运算放大器的分析都是按其理想化条件大大简化，因此后面对运算放大器的分析都是按其理想化条件进行的。进行的。16.1.4 理想运算放大器及其分析依据理想运算放大器及其分析依据 ouA idr0or CMRRK1.理想运算放大器理想运算放大器 在分析运算放大器的电路时，一般将它看成是理想的在分析运算放大器的电路时，一般将它看成是理想
7、的运运算放大器。理想化的主要条件：算放大器。理想化的主要条件：uo+u+u 理想运算放大器图形符号理想运算放大器图形符号线性区：线性区：uo=Auo(u+u)饱和区：饱和区：u+u 时，时，uo=+Uo(sat)u+u 时，时，uo=+Uo(sat)u+u 时，时，uo=+Uo(sat)u+UR，uo=+UOM，T 导通。导通。KA 动作，动作，切断电源。切断电源。温度未超过规定值，温度未超过规定值，Ui UR，uo=UOM，T 截止。截止。KA 不动作。不动作。R1R2URRR4KA+UCCTR3+uiuo电压传电压传输特性输特性uoiuO例例2:电路如图所示电路如图所示,ui 是一正弦电压
8、是一正弦电压,画出画出 uo 的波形的波形。Oiut解解:运放为同相输入过零电压运放为同相输入过零电压 比较器比较器uoOtOtou Otou 各电压波形如右图所示。各电压波形如右图所示。R1R2uiuo+ou ou CDRLRUZ UZ电压传输特性电压传输特性 Uo(sat)+Uo(sat)uiuoOURuoRDZURuouiR2+R1+RF当当 uo=+Uo(sat)，则则 当当 uo=Uo(sat)，则，则iuu R2uoui+R1+22 o FRuuRR 22 o(sat)F()RuUURR 22 o(sat)F()RuUURR 两次跳变之间具有迟两次跳变之间具有迟滞特性滞特性滞回比较
9、器滞回比较器uiuoO Uo(sat)+Uo(sat)U电压传输特性电压传输特性 UuitOuoOt+Uo(sat)Uo(sat)U URFuoui+R1+RFCRoUzDZR2R1212 z RUURR 212 Z RUURR RFCRoUzDZR2R1RFCRoUzDZR2R12 0 tRCccccutuuue Z212U RRR 1uo,uC Z212U RRR UZ+UZ 1 2F2121ln2RRCRTTT 1 2F21ln211RRCRTf =RC 21222120 Z Z Z cccRuURRuURu tURR 21223120 Z Z Z cccRuURRuURu tURR 谢谢谢！谢！
电工与电子技术Ⅱ：第16章 集成运算放大器
