第七章集成运算放大器 体休息1休息 引言: §7.1集成运放的主要技术参数: §7.2集成运放的一般结构 §73集成运算放大器的应用 §74集成运放在电压比较器中的作用 §7.5信产电路与有源滤波器 返回
第七章 集成运算放大器 引言: §7.1集成运放的主要技术参数： §7.2集成运放的一般结构 §7.3集成运算放大器的应用 §7.4 集成运放在电压比较器中的作用 休息 1 休息 2 返回 §7.5 信号产生电路与有源滤波器
第七章集成运算放大器 体休息1休息 (Integrated operational Amplifier) 引言: 返回 集成电路(C: Integrated carnet):一个基片上集成几百个,上万,百万,超 亿个模拟或数字电路。 数字IC:集成度高,可达上千万,超亿个元件的集成度。 IC分类 通用 线性:集成运放专用:(闭环运用时能精确实现各种模拟运算) 模拟IC以非线性:模拟相乘器 数一模:数一模(DA) 模一数(D/A)转换器 与分立元件电路相比,集成电路具有性能好,可靠性高,体积小, 耗电小,成本低等优点。目前集成运放种类繁多,指标性能不同,通常 把它们划分为通用型和专用型两种。 通用型集成运放:性能参数比较均匀,适合于多种领域的一般要求 专用型运放:根据某些特殊要求,着重提高其中一项或几项性能指标的运放。 本章重点讨论双极型集成运放的组成原理及性能参数,研究通用集成 运放的基本应用电路
第七章 集成运算放大器 (Integrated operational Amplifier) 引言 : 集成电路(IC: Integrated carnet ):一个基片上集成几百个，上万，百万，超 亿个模拟或数字电路。 数 字 IC：集成度高，可达上千万，超亿个元件的集成度。 IC 分类： 通 用 线性：集成运放 专用：（闭环运用时能精确实现各种模拟运算） 模 拟 IC： 非线性：模拟相乘器 数－模： 数－模(D/A) 模－数(D/A) 转换器 与分立元件电路相比，集成电路具有性能好，可靠性高，体积小， 耗电小，成本低等优点。目前集成运放种类繁多，指标性能不同，通常 把它们划分为通用型和专用型两种。 通用型集成运放：性能参数比较均匀，适合于多种领域的一般要求 专用型运放：根据某些特殊要求，着重提高其中一项或几项性能指标的运放。 本章重点讨论双极型集成运放的组成原理及性能参数，研究通用集成 运放的基本应用电路。 休息 1 休息 2 返回
§7.1集成运放的主要技术参数 体休息1休息 7.1.1集成运放的直流和低频参数 7.1.2集成运放的交流参数 返回
§7.1集成运放的主要技术参数 7 . 1 . 1 集成运放的直流和低频参数 7 . 1 . 2 集成运放的交流参数 休息 1 休息 2 返回
7.1.1集成运放的直流和低频参数 休息1休息2 集成运放的电路符号: 基本引出端:反相输入端 同相输入端 正电源端 负电源端 i2 输出端 附加引出端:调零端:一般为二个端子 C 相位补偿端 1输入失调电压Uo:反映了运放输入级差动电路的对称性 输入=0,→输出0,→失调 使输出=0,>输入附加电压(静态的直流补偿电压) 2温度漂移系数αun:输入失调电压/o的温度变化率 AUro Uo(T2)-UrOT1 V O ∠T T2-TL 3输入偏置电流 静态输出电压=0时→>输入偏置电流的平均值=,(B1+1B2)回
集成运放的电路符号： 基本引出端：反相输入端 同相输入端 正电源端 负电源端 输出端 ui2 ui1 +EC −EC u0 附加引出端：调零端：一般为二个端子 相位补偿端 1 输入失调电压UIO ：反映了运放输入级差动电路的对称性 输入=0，→ 输出 0， 失调 使输出=0，→ 输入附加电压UIO （静态的直流补偿电压） 2 温度漂移系数 UIO ：输入失调电压UIO 的温度变化率 2 1 IO IO 2 IO 1 V T T U (T ) U (T ) T U I O − − = = 3 输入偏置电流 静态输出电压=0 时→ 输入偏置电流的平均值 ( ) I B1 B2 I I 2 1 I = + B1 I B2 I UIO 7 . 1 . 1 集成运放的直流和低频参数 休息 1 休息 2 返回
9最大共模模输入电压Ulcm 体休息1休息2 K下降6dB(1/2倍)时的共模输入电压 +E 10输出峰一峰电压U-p:输出摆幅 6共模抑制比KCAM E A其中:A为差模输入一差模输出电压增益 CMR Ala为共模输入一差模输出电压增益 7电源电压抑制比KsR 定义:输入失调电压随电源电压的变化率 K SVR AE Awa∠Ec 8最大差模输入电压zam 运放两输入端所允许的最大电压差,超过dm,运放输入级对管将被反向 击穿,甚至损坏。 返回
7 . 1 . 1 集成运放的直流和低频参数 4 输入失调电流 I 0 I 及温漂系数 II 0 I 0 B1 B2 I = I − I T II 0 II 0 = 5 差模开环电压增益 u ( ) u ( ) A i d 0 ud 差模输入 输 出 = （无反馈情况下） 6 共模抑制比KCMR c d d d CMR A A K − − = 其中：Ad−d 为差模输入－差模输出电压增益 Ac−d 为共模输入－差模输出电压增益 7 电源电压抑制比KSVR 定义：输入失调电压随电源电压的变化率 1 vd c 0 1 c vd 0 SVR A E U E A u K − − = = 8 最大差模输入电压Uidm 运放两输入端所允许的最大电压差，超过Uidm ，运放输入级对管将被反向 击穿，甚至损坏。 休息 1 休息 2 ui2 ui1 +EC −EC u0 B1 I B2 I UIO 9 最大共模模输入电压Uicm KCMR 下降 6dB（1/2 倍）时的共模输入电压 10 输出峰－峰电压Uo p− p ： 输出摆幅 返回
7.1.2集成运放的交流参数 体休息1休息 1开环带宽BW 下降3dB所对应的频宽 2单位增益带宽BWG 3dB 开环增益下降到1时的带宽 3转换速率S OdB 额定负载及输入为阶跃大信号时, 输出电压的最大变化率 BW BW∫ R 4全功率带宽B BW 在输入正弦大信号,指定失真度条件下 使运放输出电压中达到最大值时的信号 频率,表征了运放处理交流大信号的能力。 返回
7 . 1 . 2 集成运放的交流参数 0dB -3dB 1 开环带宽 BW 下降-3dB 所对应的频宽 2 单位增益带宽BWG 开环增益下降到 1 时的带宽 3 转换速率SR 额定负载及输入为阶跃大信号时， 输出电压的最大变化率 t u S 0 R = BW BWG u0 u0 t f A t 休息 1 休息 2 4 全功率带宽BWp om R p 2 V S BW = 在输入正弦大信号，指定失真度条件下， 使运放输出电压中达到最大值时的信号 频率，表征了运放处理交流大信号的能力。 返回
7.1.2集成运放的交流参数 休息1休息2 5建立时间ta 规定负载,输入阶跃大信号条件下,运放 输出电压达到某一特定值范围所需时间。 6等效输入噪声电压en和电流 零输入时,输出端的噪声等效到输入端的值 7差模输入电阻Ra 两个差动输入端之间的等效交流电阻 set 8共模输入电阻R。 每个输入端对地之间的动态电阻 9输出电阻R0 输出端对地之间的动态电阻。 返回
7 . 1 . 2 集成运放的交流参数 5 建立时间 set t 规定负载，输入阶跃大信号条件下，运放 输出电压达到某一特定值范围所需时间。 6 等效输入噪声电压 n e 和电流n i 零输入时，输出端的噪声等效到输入端的值 7 差模输入电阻Ri d 两个差动输入端之间的等效交流电阻 8 共模输入电阻Ri c 每个输入端对地之间的动态电阻 9 输出电阻 R0 输出端对地之间的动态电阻。 set t u0 t 休息 1 休息 2 返回
§7.2集成运放的一般结构 体休息1休息 7.2.1一般结构 7.2.2典型集成运放电路741 返回
§7.2 集成运放的一般结构 7 . 2 . 1 一般结构 7 . 2 . 2 典型集成运放电路741 休息 1 休息 2 返回
7.2.1一般结构 休息1休息2 集成运放实际上是一个高增益的多级直接耦合放大器,集成运放 大体上由输入级,中间级,输出级和偏置电路四部分组成 「输入极 中间极 输出极 l 偏置电路 输入级:一般由差动放大电路构成 2中间级:由一至二级直接耦合放大电路组成,主要承担放大 作用,还含有电平移位和双端一单端变换电路 3输出级:一般为互补推挽射级跟随器,以提高集成运放负载能力, 常还含有保护电路。 4偏置电路:由电流源电路组成,为各级放大器设置合适的静态 工作点。 返回
7 . 2 . 1 一般结构 集成运放实际上是一个高增益的多级直接耦合放大器，集成运放 大体上由输入级，中间级，输出级和偏置电路四部分组成。 1 输入级：一般由差动放大电路构成 2 中间级：由一至二级直接耦合放大电路组成，主要承担放大 作用，还含有电平移位和双端－单端变换电路。 3 输出级：一般为互补推挽射级跟随器，以提高集成运放负载能力， 常还含有保护电路。 4 偏置电路：由电流源电路组成，为各级放大器设置合适的静态 工作点。 休息 1 休息 2 输入极 中间极 输出极 偏置电路 u- u+ 输入极 中间极 输出极 uo 偏置电路 返回
7.2.2典型集成运放电路741 休息1休息2 T8 T9 T12 T13日 T14 2(-) T19 T15 丁1 T2 T18 p T3 T16 T了 T21 T17 T6T10 T11 T24 T26 T22 Rv 1输入级:由T1-T8构成共集共基串接差动输入级。 其中,71,2为共集组态,73,74为共基组态,共同组成一对共集共基组 态差放,75~7构成系数为1的比例电流源,为组合差放管的有源负载r 为偏置电流源,该输入级特点: 返回
EC -EC 7 . 2 . 2 典型集成运放电路741 1 输入级：由T1 − T8 构成共集-共基串接差动输入级。 其中， 1 2 T ,T 为共集组态， 3 4 T ,T 为共基组态，共同组成一对共集-共基组 态差放，T5 ~ T7 构成系数为 1 的比例电流源，为组合差放管的有源负载，T8 为偏置电流源，该输入级特点： 休息 1 休息 2 返回