集成运放的计算指标原理图优秀PPT.ppt

集成运放的计算指标原理图第一页，本课件共有20页 结构方框图 集成运算放大器是一个高增益直接耦合放集成运算放大器是一个高增益直接耦合放大电路，它的方框图如下图所示。大电路，它的方框图如下图所示。偏置电路偏置电路输入级输入级中间中间放大级放大级输出级输出级输输入入输输出出差分电路差分电路多级放大电路多级放大电路射极跟随射极跟随器或互补器或互补推挽电路推挽电路恒流源恒流源第二页，本课件共有20页 运算放大器的符号 (a)(b)模拟集成放大器的符号模拟集成放大器的符号 (a)国家标准符号国家标准符号 (b)原符号原符号第三页，本课件共有20页 运算放大器外形图运算放大器外形图第四页，本课件共有20页通用集成运放通用集成运放741内部结构内部结构第五页，本课件共有20页集成运放集成运放741741的简化电路图的简化电路图输入级输入级中间级中间级输出级输出级第六页，本课件共有20页集成运放原理图及计算集成运放原理图及计算第七页，本课件共有20页 运算放大器的技术指标很多，其中一部分运算放大器的技术指标很多，其中一部分与差分放大器和功率放大器相同，另一部分与差分放大器和功率放大器相同，另一部分则是根据运算放大器本身的特点而设立的。则是根据运算放大器本身的特点而设立的。各种主要参数均比较适中的是各种主要参数均比较适中的是通用型运算通用型运算放大器放大器，对某些项技术指标有特殊要求的，对某些项技术指标有特殊要求的是各种是各种特种运算放大器特种运算放大器。静态技术指标静态技术指标动态技术指标动态技术指标第八页，本课件共有20页静态技术指标静态技术指标输入偏置电流输入偏置电流IB运放两个输入端偏置电流的平均值，用于衡量差分放运放两个输入端偏置电流的平均值，用于衡量差分放大对管输入电流的大小。大对管输入电流的大小。输入失调电压输入失调电压 Vio输入电压为零时，将输出电压除以电压增益，输入电压为零时，将输出电压除以电压增益，即为折算到输入端的失调电压。是表征运放内即为折算到输入端的失调电压。是表征运放内部电路对称性的指标。部电路对称性的指标。输入失调电流输入失调电流Iio在零输入时，差分输入级的差分对管基极电流之在零输入时，差分输入级的差分对管基极电流之差，用于表征差分级输入电流不对称的程度。差，用于表征差分级输入电流不对称的程度。第九页，本课件共有20页静态技术指标静态技术指标输入失调电压温漂输入失调电压温漂 dVio/dT在规定工作温度范围内，输入失调电压随温度的变化在规定工作温度范围内，输入失调电压随温度的变化量与温度变化量之比值。量与温度变化量之比值。输入失调电流温漂输入失调电流温漂dIio/dT 在规定工作温度范围内，输入失调电流随温度的在规定工作温度范围内，输入失调电流随温度的变化量与温度变化量之比值。变化量与温度变化量之比值。最大差模输入电压最大差模输入电压Vidmax运放两输入端能承受的最大差模输入电压，超运放两输入端能承受的最大差模输入电压，超过此电压时过此电压时,差分管将出现反向击穿现象。差分管将出现反向击穿现象。最大共模输入电压最大共模输入电压Vicmax保证运放正常工作条件下，共模输入电压的允许范保证运放正常工作条件下，共模输入电压的允许范围。共模电压超过此值时，输入差分对管出现饱和，围。共模电压超过此值时，输入差分对管出现饱和，放大器失去共模抑制能力。放大器失去共模抑制能力。第十页，本课件共有20页动态技术指标动态技术指标开环差模电压放大倍数开环差模电压放大倍数 A Av vd d运放在无外加反馈条件下，输出电压的变化量与运放在无外加反馈条件下，输出电压的变化量与输入电压的变化量之比。输入电压的变化量之比。差模输入电阻差模输入电阻rid输入差模信号时，运放的输入电阻输入差模信号时，运放的输入电阻。共模抑制比共模抑制比 CMRR与差分放大电路中的定义相同，是差模电压增与差分放大电路中的定义相同，是差模电压增益益 Avd 与共模电压增益与共模电压增益 Avc 之比。之比。3dB带宽带宽 f H运算放大器的开环差模电压放大倍数在高频段下降运算放大器的开环差模电压放大倍数在高频段下降3dB3dB所定义的带宽所定义的带宽 f H 。第十一页，本课件共有20页动态技术指标动态技术指标单位增益带宽单位增益带宽 f c开环开环A Av vd d 下降到下降到1 1时所对应的频率，定义为单位增益时所对应的频率，定义为单位增益带宽带宽 f c 。转换速率转换速率S S R R(压摆率压摆率)反映运放对于快速变化的输入信号的响应能力。反映运放对于快速变化的输入信号的响应能力。转换速率转换速率S SR R的表达式为：的表达式为：等效输入噪声电压等效输入噪声电压V Vn n输入端短路时，输出端的噪声电压折算到输入端的数输入端短路时，输出端的噪声电压折算到输入端的数值。这一数值往往与一定的频带相对应。值。这一数值往往与一定的频带相对应。第十二页，本课件共有20页理想运算放大器的条件理想运算放大器的条件A Av vd d=，实际上，实际上A Av vd d80dB80dB即可。即可。R Ridid=，实际上，实际上R Ridid比输入端外电路的电阻大比输入端外电路的电阻大2 23 3个量级即可。个量级即可。R Ro o=0=0，实际上，实际上R Ro o比输入端外电路的电阻小比输入端外电路的电阻小1 12 2个量级即可。个量级即可。带宽足够宽。带宽足够宽。共模抑制比足够大。共模抑制比足够大。第十三页，本课件共有20页通用型通用型高速型和宽带型高速型和宽带型高精度高精度(低漂移型）低漂移型）高输入阻抗型高输入阻抗型低功耗型低功耗型功率型功率型第十四页，本课件共有20页 通 用 型 通用型运算放大器的技术指标比较适通用型运算放大器的技术指标比较适中，价格低廉。通用型运放也经过了几代中，价格低廉。通用型运放也经过了几代的演变，早期的通用的演变，早期的通用型运放已很少使用型运放已很少使用了。以典型的通用型运放了。以典型的通用型运放CF741(A741)为例，输入失调电压为例，输入失调电压12 mV、输入失调、输入失调电流电流20 nA、差模输入电阻、差模输入电阻2 M，开环增，开环增益益100 dB、共模抑制比、共模抑制比90 dB、输出电阻、输出电阻75 、共模输入电压范围、共模输入电压范围 13 V、转换速率、转换速率0.5 V/s。第十五页，本课件共有20页 高速型和宽带型 用于宽频带放大器，高速用于宽频带放大器，高速A/D、D/A，高，高速数据采集测试系统。这种运放的单位增益速数据采集测试系统。这种运放的单位增益带宽和压摆率的指标均较高，用于小信号放带宽和压摆率的指标均较高，用于小信号放大时，可注重大时，可注重fH或或fc，用于高速大信号放大时，用于高速大信号放大时，同时还应注重同时还应注重SR。例如：。例如：CF2520/2525 AD9620 AD9618 OP37 CF357 第十六页，本课件共有20页 高精度(低漂移型）用于精密仪表放大器，精密测试系统，精密传感用于精密仪表放大器，精密测试系统，精密传感器信号变送器等。器信号变送器等。例如：例如：OP177 CF714 第十七页，本课件共有20页 高输入阻抗型 用于测量设备及采样保持电路中。用于测量设备及采样保持电路中。例如：例如：AD549 CF155/255/355 第十八页，本课件共有20页 低功耗型低功耗型用于空间技术和生物科学研究中，工作于较低电压用于空间技术和生物科学研究中，工作于较低电压下，工作电流微弱。下，工作电流微弱。例如：例如：OP22 正常工作静态功耗可低至正常工作静态功耗可低至36 W。OP290 在在 0.8 V电压下工作，功耗为电压下工作，功耗为24 W。CF7612 在在 5 V电压下工作，功耗为电压下工作，功耗为50 W。第十九页，本课件共有20页 功功 率率 型型 这种运放的输出功率可达这种运放的输出功率可达1W以上，输以上，输出电流可达几个安培以上。出电流可达几个安培以上。例如：例如：LM12 TP1465 第二十页，本课件共有20页