集成运算放大器参数的测试资格考试公务员考试_通信电子-电子设计.pdf

电子科技大学微电子与固体电子学院 标准实验报告（实验）课程名称 模拟集成电路原理 电子科技大学教务处制表 电子科技大学 实验报告 学生姓名：学号：指导教师：实验地点：211-606 实验时间：2011-06-19 一、实验室名称：微电子技术实验室 二、实验项目名称：集成运算放大器参数的测试 三、实验学时：4 四、实验原理 1、开环电压增益 开环电压增益是指放大器在无反馈时的差模电压增益，其值为输出端电压变化量?V0和输入电压变化量 AVo=?Vo?VI（1）由于 AV0 很大，输入信号 VI很小，加之输入电压与输出电压之间有相位差，从 而引人了较大的测试误差，实际测试中难以实现。测试开环电压增益时，都采用 交流开环，直流闭环的方法。测试原理如图 2 所示。图 2 开环直流电压增益测试原理图 直流通过 RF 实现全反馈，放大器的直流增益很小，故输入直流电平十分稳定，不需进行零点调节。取 CF 足够大，以满足 RF 1/s CF 使放大器的反相端交流 接地，以保证交流开环的目的。这样只要测得交流信号电压 vS 和 vo，就能 得到%_%_ _ +vo vt RJ(R*Rju.7?v9(2)在讯号频率固定的条件下，增加输入信号电压幅度，使输出端获得最大无失真的 波形。保持输入电压不变，增加输入电压频率，当输出电压的幅值降低到低频率 值的 0.707倍，此时频率为开环带宽。2 输入失调电压 VIO 由于运放电路参数的不对称，使得两个输入端都接地时，输出电压不为零，称为 放大器的失调。为了使输出电压回到零，就必须在输入端加上一个纠偏电压来补 偿这种失调，这个所加的纠偏电压就叫运算放大器的输入失调电压，用 VIO 表 示。故 VIO 的定义为使输出电压为零在两输入端之间需加有的直流补偿电压。输入失调电压的测量原理如图 4 所示。图中直流电路通过 RI 和 RF 接成闭合环 路。通常 RI 的取值不超过 100,RF RI，这时若测得输出电压为 Vol，就可推 算出输入端的失调电压为 5=7 第7%(8)图 4 输入失调电压和失调电流测试原理图 3、共模抑制比 kCMR 运放应对共模信号有很强的抑制能力。表征这种能力的参数叫共模抑制比，用 kCMR表示。它定义为差模电压增益 AVD 和共模电压增益 AVC 之比，科技大学实验报告学生姓名学号指导教师实验地点实验时间一实验室名称微电子技术实验室二实验项目名称集成运算放大器参数的测试三实验学时四实验原理开环电压增益开环电压增益是指放大器在无反馈时的差模电压增益其值为大的测试误差实际测试中难以实现测试开环电压增益时都采用交流开环直流闭环的方法测试原理如图所示图开环直流电压增益测试原理图直流通过实现全反馈放大器的直流增益很小故输入直流电十分稳定不需进行零点调节取足够大的条件下增加输入信号电压幅度使输出端获得最大无失真的波形保持输入电压不变增加输入电压频率当输出电压的幅值降低到低频率值的倍此时频率为开环带宽输入失调电压由于运放电路参数的不对称使得两个输入端都接地时输出GMR=AyC Io 即|B 图 5 共模抑制比测试原理图 测试原理如图 5 所示。由于 RFRI，该闭环电路对差模信号 虫 了2=Rgl r）的增益 VC-（o/s）a。共模信号的增益 VS,即可求出共模抑制比 因此，只要从电路上测出 VO 和（12）kCMR 的大小往往与频率有关，同时也与输入信号大小和波形有关。测量的频率 不宜太高，信号不宜太大。4、电压转换速率 SR 的测试 电压转换速率 SR 定义为运放在单位增益状态下，在运放输入端送入规定的大信 号阶跃脉冲电压时，输出电压随时间的最大变化率。科技大学实验报告学生姓名学号指导教师实验地点实验时间一实验室名称微电子技术实验室二实验项目名称集成运算放大器参数的测试三实验学时四实验原理开环电压增益开环电压增益是指放大器在无反馈时的差模电压增益其值为大的测试误差实际测试中难以实现测试开环电压增益时都采用交流开环直流闭环的方法测试原理如图所示图开环直流电压增益测试原理图直流通过实现全反馈放大器的直流增益很小故输入直流电十分稳定不需进行零点调节取足够大的条件下增加输入信号电压幅度使输出端获得最大无失真的波形保持输入电压不变增加输入电压频率当输出电压的幅值降低到低频率值的倍此时频率为开环带宽输入失调电压由于运放电路参数的不对称使得两个输入端都接地时输出 SR 的测试原理如图 6（a）所示。测试时取 RI=RF,在输入端送入脉冲电压，从输出端见到输出波形，如图 6（b）所示。这时可以规定过冲量的输出脉冲电压 上升沿（下降沿）的恒定变化率区间内，取输出电压幅度？V0 和对应的时间？t,然后由计算公式求出 （13）通常上升过程和下降过程不同，故应分别测出 SR+和 SR-。5、开环带宽 保持输入电压不变，增加输入电压频率，当输出电压的幅值降低到低频率值的 0.707倍，此时频率为开环带宽。五、实验目的（1）了解集成电路测试的常用仪器仪表使用方法及注意事项。（2）学习集成运算放大器主要参数的测试原理，掌握这些主要参数的测试方 法。六、实验内容 1 开环电压增益测量。5 输入失调电压测量。7 共模抑制比测量。8.电压转换速率测量。5.带宽积。七、实验仪器与器材（1）直流稳压电源一台 科技大学实验报告学生姓名学号指导教师实验地点实验时间一实验室名称微电子技术实验室二实验项目名称集成运算放大器参数的测试三实验学时四实验原理开环电压增益开环电压增益是指放大器在无反馈时的差模电压增益其值为大的测试误差实际测试中难以实现测试开环电压增益时都采用交流开环直流闭环的方法测试原理如图所示图开环直流电压增益测试原理图直流通过实现全反馈放大器的直流增益很小故输入直流电十分稳定不需进行零点调节取足够大的条件下增加输入信号电压幅度使输出端获得最大无失真的波形保持输入电压不变增加输入电压频率当输出电压的幅值降低到低频率值的倍此时频率为开环带宽输入失调电压由于运放电路参数的不对称使得两个输入端都接地时输出(2)数字双踪示波器*一台(3)信号发生器一台(4)实验测试板及连接线一套(5)常见通用运算放大器 IC 样品一块 八、实验步骤：1 按照原理图 2 的连接电路，取 R 仁 1kQ,R2=100kQ,RF=10k Q 2、按照原理图 4 的连接电路，取 R 仁 R2=1kQ,RF=10k Q R=10kQ 3、按照原理图 5 的连接电路，取 RF=10kQ,R=10kQ 4、按照原理图 6 的连接电路，求出压摆率 5、根据原理，得出带宽积。九、实验数据及结果分析：十、实验结论：通过这次实验，学习本了解了所测运算放大器的性能，难点在于调试图形的稳定 与减少失真。十一、总结及心得体会：通过该实验，学习了解运算放大器测试结构和方法，加深感性认识，增强了我们 的实验与综合分析能力，进而为今后从事科研、开发工作打下良好基础。十二、对本实验过程及方法、手段的改进建议：无 报告评分：指导教师签字：科技大学实验报告学生姓名学号指导教师实验地点实验时间一实验室名称微电子技术实验室二实验项目名称集成运算放大器参数的测试三实验学时四实验原理开环电压增益开环电压增益是指放大器在无反馈时的差模电压增益其值为大的测试误差实际测试中难以实现测试开环电压增益时都采用交流开环直流闭环的方法测试原理如图所示图开环直流电压增益测试原理图直流通过实现全反馈放大器的直流增益很小故输入直流电十分稳定不需进行零点调节取足够大的条件下增加输入信号电压幅度使输出端获得最大无失真的波形保持输入电压不变增加输入电压频率当输出电压的幅值降低到低频率值的倍此时频率为开环带宽输入失调电压由于运放电路参数的不对称使得两个输入端都接地时输出