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集成运算放大器及其应用 微电子技术及应用 王德明 dmwang@staff.shu.edu.cn 第三章模拟集成电路和集成运算放大器第二部分 集成运算放大器及其应用 第一节 集成运放的基本使用方法 1.集成运放的电源供给方式 集成运放原则上由二个电源接线脚V+和V-，但有不同的电源供给方式。虽电源供给方式不同，但原则上输入脚回归线务必固定于V+～V-间某一点电位上。 ①对称双电源供给方式 ②非对称双电源供给方式 ③单电源供给方式 2. 输入/输出间相位关系，虚短路 为了正确分析有运放的电路的工作原理，必须弄清楚运放的输入/输出电压的相位关系以及输入端虚短路的概念。 输入/输出间相位关系------ ① 同相输入端的电压相对反相端的电压是正方向增大，则输出电压是正方向增大，即正极性输出。 ② 反相输入端的电压相对同相端的电压是正方向增大，则输出电压是负方向增大，即负极性输出。 虚短路 ------ 运放使用时一般加负反馈，选定外电路的常数可获得任意值的放大倍数。实际电路中输出电压为有限值，而运放自身（开环增益）放大倍数非常大，因此，同相与反相输入间差动输入电压接近于零。 在正常工作状态下，可以认为同相与反相输入端是同电位，即为虚短路。 3. 反相放大情况 电路与放大倍数 电压放大倍数AV 输入阻抗（Ri） 这是从输入信号源处看放大电路的电阻， 所以， Ri=Ei/ii =R1 输出阻抗（RO） 运放的输出阻抗非常低，应用时加有负反馈电路，因此，输出电阻可视为零。 4. 同相放大情况 电路与放大倍数 电压放大倍数AV ∵ ∴ 同相放大电路的电压放大倍数也取决于 R2和R1的比值。 反相放大电路的电压放大倍数可能小于1； 同相放大电路的电压放大倍数不可能小于1。 输入阻抗（Ri） 从输入信号源Ei看输入电阻，等同于运放同相 输入端的输入阻抗。这个阻抗非常大。 输出阻抗RO、频率特性等 与反相放大电路基本相同。 5.差动放大情况 差动放大可看作是反相放大电路和同相放大电路的组合。 6.电压跟随器 输入阻抗高，输出阻抗近似为零，电压放大倍数 AV=1。 容易自激，有的运放在内部加有相位补偿电路，或者外接规定容量的补偿电容。 7. 零漂的调整 用运放放大微弱直流输入信号时，最突出的问题是零点漂移。 调整的方法 ①有零漂调整管脚的运放 在零漂调整管脚接入电位器RP，当输入端短路时，调整电位器RP使输出电压为零即可。 有零漂调整管脚的运放 ②无零漂调整管脚的运放 有些运放没有设置零漂调整管脚，尤其是双运放或四运放，因为管脚有限，几乎都省掉了。 这时可在输入信号上叠加调零电压。 所采用的方法应以不影响电压放大倍数AV为准。 一般来说，运放零漂电压不会超过10～20mV。 同相放大电路调零方法 反相放大电路调零方法 8.单电源运放的使用 单电源运放的特点： ①由图可知，输入级VT1～VT4是P型晶体管，因此，输入电压即使与地同电位，输入电路也能工作。 ②输出管脚与地之间接有50μA的恒流源电路，因此，如果输出管脚界的负载是在50μA以内，输出电压可工作到零。 ③这样，零输入零输出就在运放有效范围内。 单电源运放LM324内部电路 充分发挥单电源运放的特长 上述单电源运放在输入输出为零也能工作，因此在实际电路中，应充分利用这一特长。 例如，有一种输出电压0～10V可调的稳压源，如果采用一般的双电源运放，至少也要加-2～-3V以上的辅助电源。 0～10V可调稳压源 单电源运放和双电源运放的比较 第二节 CMOS运放14573和电压比较器14574 14573 ------ 四可编程运放 14574 ------ 四可编程电压比较器 14575 ------ 可编程双运放、双电压比较器 1.可编程功能： 工作电流均可由外接电阻Rset进行随意编制，根据使用者对电路的压摆率SR、输出摆幅、传输延迟时间以及功耗等参数的综合要求，在一定的场合，选择适当的Rset。 2.电源电压范围： 双电源------±1.5V～±7.5V 单电源------3V～15V 3.共模输入电压范围： 0～（VDD-2V) 失调电压典型值： 10mV 4.输入阻抗 ------ RIN≥1010Ω， 开环增益 ------ 90dB 压摆率 ------ OP 2.5V/μs 比较器 100V/ μs 5. CMOS OP 14573: