第9章集成运算放大器.ppt

第 9 章集成运算放大器
集成运算放大器概述
一、集成电路
集成电路是20 世纪 60 年代发展起来的固体组件。它是用微电子技术将元件、导线、电路集成
在一块很小的半导体芯片上。
集成电路的发展进程:
1960 年:小规模集成电路 SSI。
1966 年:中规模集成电路 MSI。
1969 年:大规模集成电路 LSI 。
1975 年:超大规模集成电路 VLSI 。
集成电路分类
(1) 模拟电路
处理模拟信号的电路。
如集成功率放大器、集成运算放大器等。
(2) 数字电路
处理数字信号的电路。
如集成门电路、编码器、译码器、触发器等。
集成电路芯片
特点:
①输入级采用差分放大电路,输入电阻ri 很高。
②中间级采用多级共射电路,起电压放大作用。
③输出级采用互补对称放大电路和共集放大电路,
输出电阻ro 很小,带负载能力很强。
④直接耦合的多级放大电路,电压放大倍数很高。
⑤体积小、重量轻、功耗低、可靠性高。
二、集成运算放大器的组成
输入级
中间级
输出级
输入端
输出端
集成运算放大器的组成
集成运算放大器的图形符号、引脚和外部接线图
净输入电压
实际运算放大器
-
uD
+
-
+
+
u-
u+
uO
Ao
同相输入端
反相输入端
输出端
+ UCC
-UEE
8 7
100
2
3
1 5 4
6
u-
u+
uO
uO= f(uD)
线性区
uO = Ao uD
= Ao ( u+-u-)
饱和区
正饱和电压:
uO =+UOM≈+UCC
负饱和电压:
uO =-UOM≈-UEE
uD
O
uO
负饱和区
正饱和区
线性区
-UOM
+UOM
电压传输特性
实际运算放大器的电压传输特性
一、理想运放的主要条件
开环电压放大倍数:Ao→∞
开环输入电阻:ri→∞
开环输出电阻:ro→0
共模抑制比:KCMR →∞
u-
u+
uO
-
uD
+
-
+
∞
+
理想运放的符号
理想运算放大器
二、理想运放的特性
uO = +UOM≈+UCC
(2) 当 u+<u-时,
即 uD < 0
uO =-UOM≈-UEE
(1) 当 u+ >u-时,
即 uD > 0
O
uO
uD
+UOM
-UOM
1. 不加反馈时,稍有 uD 即进入饱和区。
理想运算放大器
的电压传输特性
iD
反馈电路
u-
u+
uO
-
+
∞
+
(1) Ao→∞
uO
Ao
uD =
= 0
u+ = u-
(2) ri→∞
uD
ri
iD =
= 0
(3) ro→0
uOL= uOC
故称为虚短路。
故称为虚开路。
即输出电压不受负载的影响。
引入负反馈后的理想运放
2. 加反馈时,工作在线性区
净输入信号
xD
输出信号
xO
输入信号
xI
放大电路
Ao
比较环节
反馈信号
xF
反馈电路
F
放大电路中的负反馈
反馈示意图
反馈:凡是将放大电路输出端的信号(电压或电流)的一部分或全部引回到输入端,与输入信号迭加,就称为反馈。
若引回的信号削弱了输入信号,就称为负反馈。若引回的信号增强了输入信号,就称为正反馈。