第四章集成运算 放大器 integrated operational amplifier
第四章 集成运算 放大器 integrated operational amplifier
第一节集成运放的组成与性能 汉 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。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。 集成运算放大器： 将整个运算放大器集成在一个小硅片上 用于模拟计算机中进行各种数学运算 放大、振荡、调制、解调及模拟信号运算和 脉冲信号的产生 HOME BACK NEXT
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。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。 集成运算放大器： 将整个运算放大器集成在一个小硅片上 用于模拟计算机中进行各种数学运算 放大、振荡、调制、解调及模拟信号运算和 脉冲信号的产生 第一节 集成运放的组成与性能
集成运放的电路组成 汉 工艺特点： (1)级间采用直接耦合方式，利用对称结构改 善电路性能。 (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。 HOME BACK NEXT
（1）级间采用直接耦合方式，利用对称结构改 善电路性能。 （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。 一、集成运放的电路组成 工艺特点：
汉 组成： 输入端 输入级 中间级 输出级 输出端 偏置 电路 对输入级的要求：尽量减小零点漂移，尽量提高 KCMRR,输入阻抗：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in。即输出阻抗r,小。 HOME BACK NEXT
组成： 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
集成运放的电原理框图 : 第2级 ● E3 E RE2 第1级：差动放大器 差动放大器 HOME 第3级：单管放大器 第4级：互补对称射极跟随器
-UEE +UCC E RC T1 RC T2 T5 T6 RC3 RE2 RC4 RE3 T7 T9 T8 RE4 RE5 T11 T10 RL 第4级：互补对称射极跟随器 差动放大器 第2级 第1级：差动放大器 第3级：单管放大器 集成运放的电原理框图
原理框图： +U 与u,反相 反相 输入端 W_ 同相 输入端 输入级 中 级 输出级 UEE 与u同相 HOME BACK NEXT
UEE +UCC u+ uo u– 反相 输入端同相 输入端 T3 T4 T5 T1 T2 IS 原理框图： 输入级 中间级 输出级 与uo反相 与uo同相
汉 集成运放的结构 (1)输入级和第二级一般采用差动放大器。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。 (2)中间级采用四级以上的共发射极放大器。 (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。 HOME BACK NEXT
集成运放的结构 （1）输入级和第二级一般采用差动放大器。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。 （2）中间级采用四级以上的共发射极放大器。 （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
二、一集成运放的主要性能指标 汉 1.开环差模电压放大倍数K 无外加反馈回路的差模放大倍数。一般在 105~107（或60~100dB)之间。理想运放 的K为o。 2.共模抑制比CMRR 常用分贝作单位，一般100dB以上。 3.输入阻抗r >1M2,有的可达100M2以上。 4.输出阻抗1。 r。=几2-几十2。 HOME BACK NEXT
⒈ 开环差模电压放大倍数Kd 无外加反馈回路的差模放大倍数。一般在 10 5 10 7（或60～100dB）之间。理想运放 的Kd为。 ⒉ 共模抑制比CMRR 常用分贝作单位，一般100dB以上。 ⒊ 输入阻抗ri ri>1M, 有的可达100M以上。 ⒋ 输出阻抗ro ro =几-几十。 二、集成运放的主要性能指标
5.输入失调电压U 汉 反映了运放差动输入级的对称程度，失调电压 越大，运放的对称性越差。一般为毫伏级。 6.输入失调电流Is 由差动输入级两个晶体管B值不一致所引起的。 其他反映运放对称性、零漂等的参数。 HOME BACK NEXT
⒌ 输入失调电压Uis ⒍ 输入失调电流Iis 其他反映运放对称性、零漂等的参数。 反映了运放差动输入级的对称程度，失调电压 越大，运放的对称性越差。一般为毫伏级。 由差动输入级两个晶体管β值不一致所引起的
三、集成运放的理想模型 汉 运放的特点： :大：几十k2~几百k2 理想运放： CMRR很大 ':〉00 CMRR→oo r。小：几十心几百2 A,很大：104心107 ro-> 0 Aa→ 运放符号： u 00 + u+ 国内符号 国际符号 HOME BACK NEXT
ri大: 几十k 几百 k 运放的特点： CMRR很大 ro小：几十 几百 A d很大: 10 4 10 7 理想运放： ri CMRR ro 0 Ad 运放符号： ＋ u－ － u+ uo － ＋ ＋ u－ u+ uo o 国内符号 国际符号 三、集成运放的理想模型
