第6讲集成运算放大器及应用.ppt

第六讲 集成运算放大器及应用 直接耦合放大器 直接耦合放大电路就是把前一级的输出直接通过导线加到后一级的输入端进行放大的电路。 放大的信号：变化很缓慢的信号； 交流信号。 集成运算放大器 1.集成电路 集成电路按其功能的不同，可以分为数字集成电路和模拟集成电路。模拟集成电路按其功能又可分为通用集成电路和专用集成电路。 通用集成电路，就是只需要改变外部电路结构，就可对信号实现不同处理的集成电路，如集成运算放大器。 按构成有源器件的类型来分，则可分为双极型和单极型。按元器件的集成度来分，又可分为小规模、中规模、大规模和超大规模集成电路。 集成电路的特点 （1）采用直接耦合放大电路。 （2）偏置电流小。 （3）用有源元件代替无源元件；电阻元件是利用硅半导体 材料的体电阻制成。 （4）对称性好。同类元件性能比较一致，温度特性也基本相同。 （5）采用复合管结构形式。 （6）电路中使用的二极管，大都采用三极管的发射结构成。 集成运算放大器的组成:输入级、中间级、输出级和偏置电路 （1）输入级 作用是提供与输出端成同相关系和反相关系的两个输入端，一般采用具有恒流源的差动放大电路。 （2）中间放大级 又称为增益级，一般采用共发射极放大电路。主要作用是进行电压放大。 （3）输出级 一般采用射极输出器或互补对称功率放大电路。作用是向负载提供一定的功率。 （4）偏置电路 主要作用是向各级放大电 路提供稳定的静态工作电流。 典型的集成运算放大器F007简介 1、F007的原理电路 (2) 中间级 由V16、V17组成复合管，由V12、V13组成的镜像电流源作为有源负载，其主要任务是提供足够大的电压放大倍数，同时还要向输出级提供较大的推动电流。 (3) 输出级 主要由V14和复合管V18、V19组成的准互补对称功率放大电路，主要作用是向负载提供足够大的输出电流和输出功率。 (4) 偏置电路 电路由V8～V13管以及电阻R4、R5等元件组成，其主要作用是减小零点漂移，稳定工作点，提高整个电路的共模抑制比。 2.引脚及符号 外形通常有双列直插式、扁平式和圆壳式三种。 国产F007型集成运算放大器，下端共有12个管脚。 集成运放的主要技术指标 （1）开环差模电压放大倍数 一般用对数表示： (3)差模输入电阻Rid Rid的大小反映了集成运放输入端向信号源索取电流的大小。 （4）输出电阻R0 R0的大小反映了集成运放带负载的能力，R0愈小愈好。 （5）共模抑制比KCMR 反映了集成运放对共模输入信号的抑制能力，一般也用对数表示。 负反馈放大电路 反馈的基本概念 1.放大器中的反馈 反馈：就是将放大电路输出信号的一部分或全部经过一定的电路（称为反馈电路）送回到放大电路的输入回路，并同输入信号一起参与放大器的输入控制作用，从而使放大器的某些性能获得有效改善的过程。 负反馈放大电路 反馈放大电路用方框图表示 基本放大电路：可以是单级或多级分立元件组成的放大器，也可以是集成运算放大器； 反馈电路：联系放大器的输出电路和输入电路的环节，可由电阻、电容、电感等元件组成。 负反馈放大电路 运算放大器的应用 集成运算放大器的基本分析方法 1.低频等效电路 Ri为差模输入等效电阻，Ri两端的电压就是差模输入电压uid。R0为放大器的输出电阻，Aud为差模电压放大倍数，Auc为共模电压放大倍数，Auduid为输出端等效电压源。 2.理想的集成运算放大器 (1)开环电压放大倍数 (2)开环输入电阻 (3)开环输出电阻 规定： （1） 代表集成运放同相输入端的电位； （2） 代表集成运放反相输入端的电位； （3） 代表集成运放输出为低电平； （4） 代表集成运放输出为高电平。 “虚短”与“虚断” ------ 两个重要特点 （1）“虚短”概念 输出电压 为有限值，开环电压放大倍数 为 ，有 3.5运算放大器的应用 （2）“虚断”概念 由于理想运算放大器的开环输入电阻Ri≈∞， 故在两个输入端没有电流流入运算放大电路的内部，即 ，即理想运放输入电流近似为零。 输入方式 一般采用反相输入、同相输入和差动输入三种输入方式。 模拟信号运算 1.比例运算 （1）反相比例运算放大电路 Rf是反馈电阻，R1为输入电阻，R2是补偿电阻(也叫输入平衡电阻)， 。 由 ，可以得到 输入电压近似为零 在所示的电路中，如果