模电课件25第七章集成运放概述.ppt

2020 3 30 模电课件 第七章集成运算放大器及其应用 集成电路 IC Integratedcarnet 一个基片上集成几百个 上万 百万 超亿个模拟或数字电路 IC分类 数字IC 集成度高 可达上千万 超亿个元件的集成度 模拟IC 线性 集成运放 通用 专用 闭环运用时能精确实现各种模拟运算 非线性 模拟相乘器 数 模 数 模 D A 转换器 模 数 D A 转换器 2020 3 30 模电课件 集成电路的特点 1 由于制造工艺和集成化的限制 不适于制造容量大的电容和电感 因此 集成电路内部放大电路通常采用直接耦合方式 2 集成电路的工艺不适于大阻值电阻的制造 因此 常采用晶体管构成的恒流源电路提供偏置电流 3 集成电路工艺制造的元器件 其对称性和温度对称性都较好 4 在集成电路内部 纵向NPN管的 较大 而横向PNP管的 值很小 但PN结耐压高 因此 设计常常利用这一特点中 将纵向NPN管和横向PNP管接成复合组态 形成性能优良的各种放大电路 2020 3 30 模电课件 7 1 2集成运放的特点及组成方框图 1 集成运放的电路符号 集成运放的电路符号为一个用正方形表示的三端口元件 基本引出端 同相输入端 正电源端 负电源端 反相输入端 输出端 2020 3 30 模电课件 2 集成运放的封装 a 金属圆壳封装 b 双列直插封装 c 扁平陶瓷封装 2020 3 30 模电课件 2 集成运放的组成框图 从原理上看 集成运放实际上是具有高放大倍数的多级直接耦合放大电路 其内部电路一般由输入级 输出级 中间级和偏置电路等四个基本部分组成 1输入级 一般由差动放大电路构成 2中间级 由一至二级直接耦合放大电路组成 主要承担放大作用 还含有电平移位和双端 单端变换电路 3输出级 一般为互补推挽射级跟随器 以提高集成运放负载能力 常还含有保护电路 4偏置电路 由电流源电路组成 为各级放大器设置合适的静态工作点 2020 3 30 模电课件 二 典型集成运放电路741 IB3 IB4 2020 3 30 模电课件 二 典型集成运放电路741 IB3 IB4 2020 3 30 模电课件 二 典型集成运放电路741 IB3 IB4 R8 2020 3 30 模电课件 二 典型集成运放电路741 2 R5 2020 3 30 模电课件 一输入特性参数 7 2集成运放的主要技术参数 1输入失调电压 反映了运放输入级差动电路的对称性 输入 0 输出 0 失调 使输出 0 输入附加电压 静态的直流补偿电压 2温度漂移系数 UIO 输入失调电压UIO的温度变化率 3输入偏置电流IIB 静态输出电压 0时 输入偏置电流的平均值 kk 2020 3 30 模电课件 4 输入失调电流IIO 输出电压为零时 两个输入端的偏置电流之差 输入失调电流IIO也是反映运放差分放大电路对称性的一个指标 5 输入失调电流温漂 IIO 输入失调电流在规定工作范围内的温度系数 输入失调电流温漂 IIO是衡量运放温漂的重要指标 6 差模输入电阻rid 差模输入电压uid与相应的输入电流iid的变化量之比 2020 3 30 模电课件 7 2 2增益特性参数 1 开环差模电压增益Aod 开环差模电压增益指运放无外加反馈的情况下的差模增益 开环差模电压增益Aod是表示运放精度的重要指标 Aod越大越好 理想运放的Aod为 2 共模抑制比KCMR 共模抑制比KCMR为开环差模电压增益Aod和开环共模电压增益Aoc之比 共模抑制比KCMR主要用于衡量运放抑制温漂的能力 KCMR越大 表明抑制温漂的能力越强 理想运放的KCMR为 2020 3 30 模电课件 7 2 3输出特性参数 1 输出电阻ro 输出电阻为集成运放对地的动态电阻 ro越小 表明集成运放带负载能力越强 2 输出峰 峰电压UOP P 输出峰 峰电压UOP P表示在特定负载的条件下 集成运放的最大输出电压幅度 与电源电压值有关 2020 3 30 模电课件 7 2 4电源特性参数 1 电源电压抑制比KSVR 输入失调电压与电源电压变化量之比 uo为电源电压变化 Es而引起的输出电压变化 2 静态功耗PD 静态功耗是集成运放在无负载 输出电压为零时的功率损耗 2020 3 30 模电课件 7 2 5频率特性参数 1 开环带宽BW 集成运放的开环差模电压增益值随频率从直流增益下降3dB时所对应的信号频率 称为开环带宽BW 0dB 2 单位增益带宽BG 集成运放接成单位增益组态 即开环差电压增益Aod 1 的所对应的频带宽度 3 转换速率SR 压摆率 转换速率SR指在额定的负载条件下 输入一个大幅度的阶跃信号时 输出电压的最大变化率 kk