第四章 集成运算放大器1

上页,下页,返回,模拟电子技术基础,4.1集成运放概述,集成电路, 把整个电路中的元器件制作在一块硅基片上，构成具有某种特定功能的电子电路。,体积小，重量轻，成本低，可靠性高，组装和调试的难度小。,4,集成运算放大器,1. 集成电路的主要特点,2. 集成电路的分类,(1) 按功能分,a. 模拟集成电路,b. 数字集成电路,主要用于放大和变换连续变化的电压和电流信号。,主要用于处理离散的、断续的电压和电流信号。,数字集成电路种类多，形式较为简单，通用性强。,(2) 按集成度分,a. 小规模集成电路（SSI small scale integration,circuit) 。,b. 中规模集成电路（MSI middle scale integration,circuit),集成度：一块芯片上包含的元器件在100个以下。,集成度：一块芯片上包含的元器件在1001,000之间。,c. 大规模集成电路（LSI large scale integration,circuit),集成度：一块芯片上包含的元器件在1,000100,000,之间。,d. 超大规模集成电路（VLSI very large scale,Integration circuit),集成度：一块芯片上包含的元器件在100,000以上。,e.,目前的集成电路,(a),已经可以在一片硅片上集成几千万只，甚至,上亿只晶体管。,(b),集成电路的性能（高速度和低功耗等）也迅速,提高。,(c),集成度大约每,3,年,增加一倍。,(d),出现了系统级芯片,（SOCsystem on chip）。,(e),集成电路逐步向集成系统,（integrated system）,的方向发展。,(3) 按制造工艺分,a. 半导体集成电路,b. 薄膜集成电路,集成电路的元器件和电路由不到1,m,m厚的金属半导体或金属氧化物重叠而成。,c. 厚膜集成电路,厚膜集成电路与薄膜集成电路基本相同，膜的厚度约几微米到几十微米。,3 . 模拟集成电路的分类,(1) 线性集成电路,输出信号与输入信号呈线性关系。,(2) 非线性集成电路,线性集成电路有：集成振荡器、混频器、检波器、集成开关稳压电源等。,线性集成电路有：集成运算放大器、集成音频功率放大器、集成高频、中频放大器等。,输出信号与输入信号呈非线性关系。,4. 集成运算放大器概述,(1) 集成运算放大器简称集成运放,b. 信号处理。,(2) 集成运算放大器的主要应用,a. 完成比例、求和、积分、微分、对数、反对数、乘法等数字运算。,c. 波形产生。,d. 信号测量。,(3) 集成运放发展的三个阶段,a. 通用型集成运放的广泛使用。,b. 专用集成运放的出现。如高速型、高输入电阻型、,高压型、大功率型，低漂移型和低功耗型等。,c. 开发更高性能指标的产品，进一步提高集成度。,(5),是线性集成电路中发展最早、应用最广、最为,庞大的一族成员。,(3),输出电阻小，几百欧以下。,(4),通用型和灵活性强、成本低、用途广、互换性好。,5. 集成运放的主要特点,(1),电压放大倍数高，,10,3,10,5,倍。,(2),输入电阻大，几十千欧到几兆欧。,(1) 相邻元器件的特性一致性好。,(2) 用有源器件代替无源器件。,(3) 二极管大多由三极管构成。,(4) 只能制作小容量的电容，难以制造电感和较,大容量的电容(,C,2000pF ) 。,(5) 电路采用直接耦合的方式。,4.1.1 集成电路中元器件的特点,4.1.2集成运放的典型结构,1. 典型结构,输入级,输出级,中间级,偏置电路,输入,输出,(1),偏置电路,2. 各,部分的作用,具有与输出同相和反相的两个输入端，较高的输入电阻和抑制干扰及零漂的能力。,为各级电路提供稳定合适的偏置电流，并使整个运放的静态工作点稳定且功耗较小。,(2),输入级,输入级,输出级,中间级,偏置电路,为负载提供足够的电压和电流，具有很小的输出电阻和较大的动态范围。,主要进行电压放大，具有很高的电压增益。,(3) 中间级,(4),输出级,输入级,输出级,中间级,偏置电路,3. 集成运算放大器的电路符号,同相输入端,反相输入端,输出端,+,