第16章集成运算放大器 (2)精选文档.ppt

第16章集成运算放大器(2)本讲稿第一页，共二十八页1.1.了解集成运放的基本组成。了解集成运放的基本组成。了解集成运放的基本组成。了解集成运放的基本组成。2.理解运算放大器的电压传输特性，理解理想理解运算放大器的电压传输特性，理解理想理解运算放大器的电压传输特性，理解理想理解运算放大器的电压传输特性，理解理想 运算放大器并掌握其基本分析方法。运算放大器并掌握其基本分析方法。运算放大器并掌握其基本分析方法。运算放大器并掌握其基本分析方法。3.3.理解用集成运放组成的比例、加减、微分和理解用集成运放组成的比例、加减、微分和理解用集成运放组成的比例、加减、微分和理解用集成运放组成的比例、加减、微分和 积分运算电路的工作原理。积分运算电路的工作原理。本章要求本章要求本讲稿第二页，共二十八页16.1 集成运算放大器的简单介绍集成运算放大器的简单介绍16.1.1 集成运算放大器的特点集成运算放大器的特点 集成运算放大器是一种具有很高放大倍数的多级直接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。电路。集成电路分类集成电路分类模拟集成电路模拟集成电路数字集成电路数字集成电路集成运算放大器、集成集成运算放大器、集成功率放大器、集成稳压电源、集成功率放大器、集成稳压电源、集成A/DD/A等。等。在集成电路工艺中难于制造电感元件；制造容量大于在集成电路工艺中难于制造电感元件；制造容量大于200pF的电容也比较困难，因而放大器各级之间都采的电容也比较困难，因而放大器各级之间都采（1）级间采用直接耦合方式）级间采用直接耦合方式本讲稿第三页，共二十八页16.1.1 集成运算放大器的特点集成运算放大器的特点用直接耦合，必须使用电容的场合，也大多采用外接的方用直接耦合，必须使用电容的场合，也大多采用外接的方法。法。（2）电路结构和参数具有对称性）电路结构和参数具有对称性 集成电路中的电阻是由硅半导体的体电阻构成，阻值集成电路中的电阻是由硅半导体的体电阻构成，阻值大约为大约为100 30K，且阻值精度不高，因此常常用晶体管恒，且阻值精度不高，因此常常用晶体管恒流源代替电阻（动态电阻）；流源代替电阻（动态电阻）；必须使用直流高阻值的场合，必须使用直流高阻值的场合，也大多采用外接的方法。也大多采用外接的方法。由于集成电路中的各个元件是通过同一工艺过程制由于集成电路中的各个元件是通过同一工艺过程制作在同一硅片上，同一片内的元件参数绝对值有同向的偏作在同一硅片上，同一片内的元件参数绝对值有同向的偏差，温度均一性好差，温度均一性好（3）用有源器件代替无源器件）用有源器件代替无源器件本讲稿第四页，共二十八页16.1.2 电路的简单说明电路的简单说明中间级中间级输入级输入级输出级输出级偏置电路偏置电路一、电路的基本组成及作用一、电路的基本组成及作用一、电路的基本组成及作用一、电路的基本组成及作用输入级：输入级：要求输入电阻高，差模放大倍数高，抑制零点要求输入电阻高，差模放大倍数高，抑制零点漂移和共模干扰信号的能力强。都采用差分放大电路。漂移和共模干扰信号的能力强。都采用差分放大电路。中间级：中间级：要求电压放大倍数高。常采用带恒流源的共发要求电压放大倍数高。常采用带恒流源的共发射极放大电路构成。射极放大电路构成。本讲稿第五页，共二十八页输出级：输出级：与负载相接，要求输出电阻低，带负载能力强，一般由互补对称与负载相接，要求输出电阻低，带负载能力强，一般由互补对称电路或射极输出器构成。电路或射极输出器构成。+UCCUEEuouu+输入级输入级中间级中间级输出级输出级同相输入端输出端反相输入端偏置电路：偏置电路：为各级放大电路提供稳定和合适的偏置电流，决定各级的为各级放大电路提供稳定和合适的偏置电流，决定各级的静态工作点，一般由恒流源电路构成。静态工作点，一般由恒流源电路构成。本讲稿第六页，共二十八页1、开环开环(差模差模)电压放大倍数电压放大倍数A Auouo无外加反馈回路的差模放大倍数。一般在无外加反馈回路的差模放大倍数。一般在10105 5 10 107 7之间。理想运之间。理想运放的放的A Auouo为为。2 2、共模抑制比、共模抑制比K KCMMRCMMR常用分贝作单位，一般常用分贝作单位，一般100dB100dB以上。以上。3 3、差模输入电阻、差模输入电阻r rididr ri i1M1M,有的可达有的可达100100M M 以上。以上。4 4、输出电阻、输出电阻r ro or ro o =几几-几十几十。16.1.3 集成运放的主要性能指标集成运放的主要性能指标本讲稿第七页，共二十八页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1.理想运算放大器理想运算放大器Auo ，rid ，ro 0，KCMR 2.电压传输特性电压传输特性 uo=f(ui)线性区：线性区：uo=Auo(u+u)非线性区：非线性区：u+u 时，时，uo=+Uo(sat)u+u 时，时，uo=+Uo(sat)u+uu 时，时，时，时，u uo o=+=+U Uo o (sat)(sat)u+uu 时，时，u uo o=U Uo o(sat)即即即即 u ui iUUUR R 时，时，uo o=U Uo (sat)(sat)可见，在可见，在 ui=UR 处输出电压处输出电压 uo 发生跃变。发生跃变。参考电压动画本讲稿第二十三页，共二十八页过零电压比较器过零电压比较器利用电压比较器利用电压比较器将正弦波变为方波将正弦波变为方波将正弦波变为方波将正弦波变为方波URuouiR2+R1+电压传输特性电压传输特性 U Uo o(sat)(sat)+U Uo o(sat)(sat)uiuoO OUR=0tuiO Otuo+Uo(sat)Uo(sat)O O本讲稿第二十四页，共二十八页 电压比较器在数据检测、自动控制、超限控制报警和波形发生等电电压比较器在数据检测、自动控制、超限控制报警和波形发生等电电压比较器在数据检测、自动控制、超限控制报警和波形发生等电电压比较器在数据检测、自动控制、超限控制报警和波形发生等电路中得到广泛应用。路中得到广泛应用。路中得到广泛应用。路中得到广泛应用。输出带限幅的电压比较器输出带限幅的电压比较器输出带限幅的电压比较器输出带限幅的电压比较器过零电压比较器过零电压比较器滞回比较器滞回比较器滞回比较器滞回比较器本讲稿第二十五页，共二十八页1如图所示电路中，A点电位为()。为()。本讲稿第二十六页，共二十八页2.如图电路，运放的饱和电压为UO(sat)，当Ui UR 时，UO 等于（）本讲稿第二十七页，共二十八页3.设集成运放均为理想运放。设集成运放均为理想运放。写出图写出图A中中o1、o2的表达式；的表达式；本讲稿第二十八页，共二十八页