第04章集成运算放大电路精选PPT.ppt
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1、第04章集成运算放大电路第1页,此课件共31页哦集成运算放大器集成运算放大器高增益的直接耦合的集成的多级高增益的直接耦合的集成的多级运算放大器。运算放大器。集成电路的工艺特点:集成电路的工艺特点:(1)因为硅片上不能制作大电容,所以集成运放均采用直接耦合方式。)因为硅片上不能制作大电容,所以集成运放均采用直接耦合方式。(2)为克服温度漂移,输入级采用差动电路。)为克服温度漂移,输入级采用差动电路。(3)集成电路的芯片面积小,集成度高,所以功耗很小,在毫瓦以下。)集成电路的芯片面积小,集成度高,所以功耗很小,在毫瓦以下。(4)不易制造大电阻。需要大电阻时,往往使用有源负载。)不易制造大电阻。需要
2、大电阻时,往往使用有源负载。(5)不能制造电感,如需电感,也只能外接。)不能制造电感,如需电感,也只能外接。什么是集成运算放大器?什么是集成运算放大器?4.1.1 集成运放的电路结构特点集成运放的电路结构特点第2页,此课件共31页哦4.1.2 集成运放电路的组成及各部分的作用集成运放电路的组成及各部分的作用 一一.集成运放的总体结构集成运放的总体结构第3页,此课件共31页哦对输入级的要求:对输入级的要求:尽量减小零点漂移尽量减小零点漂移,尽量提高尽量提高 KCMRR ,输输入阻抗入阻抗 ri 尽可能大。尽可能大。对中间级的要求:对中间级的要求:足够大的电压放大倍数。足够大的电压放大倍数。对输出
3、级的要求:对输出级的要求:主要提高带负载能力,给出足够的主要提高带负载能力,给出足够的输出电流输出电流io 。即输出阻抗。即输出阻抗 ro小。小。集成运放的结构集成运放的结构(1)采用四级以上的多级放大器,输入级和第二级一)采用四级以上的多级放大器,输入级和第二级一般采用差动放大器。般采用差动放大器。(2)输入级常采用复合三极管或场效应管,以减小输入)输入级常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。电流,增加输入电阻。(3)输出级采用互补对称式射极跟随器,以进行功率)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。放大,提高带负载的能力。第4页,此课件共31页
4、哦u-u+uo4.1.3集成运放的电压传输特性集成运放的电压传输特性国际符号:国际符号:国内符号:国内符号:集成运放的特点:集成运放的特点:电压增益高电压增益高输入电阻大输入电阻大输出电阻小输出电阻小同相输入端同相输入端反相输入端反相输入端输出端输出端第5页,此课件共31页哦集成运放的两种工作状态集成运放的两种工作状态1.运放的电压传输特性:运放的电压传输特性:设:电源电压设:电源电压VCC=10V。运放的运放的Aod=104Ui1mV时,运放处于线性区。时,运放处于线性区。Aod越大,线性区越小,越大,线性区越小,当当Aod 时,线性区时,线性区00uoui+10V-10V+Uom-Uom-
5、1mV+1mV线性区线性区非线性区非线性区非线性区非线性区+10V-10V+Uom-Uom0uoui第6页,此课件共31页哦2.理想运算放大器:理想运算放大器:开环电压放大倍数开环电压放大倍数 Aod=差模输入电阻差模输入电阻 Rid=输出电阻输出电阻 Ro=0为了扩大运放的线性区,给运放电路引入负反馈:为了扩大运放的线性区,给运放电路引入负反馈:理想运放工作在线性区的条件:理想运放工作在线性区的条件:电路中有负反馈!电路中有负反馈!运放工作在线性区的分析方法:运放工作在线性区的分析方法:虚短(虚短(u+=u-)虚断(虚断(ii+=ii-=0)3.线性区线性区第7页,此课件共31页哦4.非线性
6、区(正、负饱和状态)非线性区(正、负饱和状态)运放工作在非线性区的条件:运放工作在非线性区的条件:电路开环工作或引入正反馈!电路开环工作或引入正反馈!运放工作在非线性区的分析方法在下一章讨论运放工作在非线性区的分析方法在下一章讨论+10V-10V+Uom-Uom0uoui第8页,此课件共31页哦uiuo+UOM-UOMAo越大,运放的线性范围越小,必须越大,运放的线性范围越小,必须在在输出与输入之间输出与输入之间加负加负反馈反馈才能使其扩大输入信号的线性范围。才能使其扩大输入信号的线性范围。uiuo_+Ao例:若例:若UOM=12V,Ao=106,则则|ui|1M1M,有的可达有的可达1001
7、00M 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。4.4.1 4.4.1 集成运放的主要性能指标集成运放的主要性能指标第16页,此课件共31页哦 5、输入失调电输入失调电UIO 输入电压为零时,将输出电压除以电压增益,即为输入电压为零时,将输出电压除以电压增益,即为折算到输入端的失调电压。是表征运放内部电路对称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。性的指标。6、输入失调电压温漂输入失调电压温漂 dUIO/dT 在规定工作温度范围内,输入失调电压随温度的变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。化量与温度变
8、化量之比值。第17页,此课件共31页哦8、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差,用于在零输入时,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。表征差分级输入电流不对称的程度。7、输入偏置电流输入偏置电流IIB:输入电压为零时,输入电压为零时,运放两个输入端偏置电流的平均值,用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。于衡量差分放大对管输入电流的大小。9、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变化量与温度变化在规定工作温度范围内,输入失调电流随温度的变化
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