第4章多级放大电路和集成运算放大器祥解.ppt

4.5.1集成运放的发展概况 第一代产品基本沿用了分立元件放大电路的设计思想，采用了集成数字电路的制造工艺。 第二代产品以1986年制造的μA741型高增益运放(10万倍左右)为代表。 第三代产品出现于20世纪70年代末，输入级采用超 管(1000～5000)，且工作电流很低，从而使输入失调电流及温漂大大减小，输入电阻大大提高。 第四代产品出现于20世纪80年代，采用了斩波稳零和动态稳零技术，将场效应管、双极型三极管和自稳零放大技术兼容在一块硅片上，得到了极佳的抑制零漂效果。 4.5.2 通用型集成运放的典型电路 输入级 中间级 输出级 输入级 V1、V3 和 V2、V4 通用型集成运算放大器 741 简化电路 共集-共基组合差分电路 V5、V6 有源负载 构成双端变单端电路 中间级 V7、V8 复合管，共发射极 具有高增益 输出级 甲乙类互补对称功率放大电路 (OCL) V11 ? V13 采用单电源(OTL)时，输入端静态电位应为 0.5VCC。 F007的管脚图和简化图 4.6 集成运放的主要参数和低频等效电路 4.6.1 集成运算放大器的主要性能指标 1) 输入失调电压 U IO 使 UO = 0，输入端施加的补偿电压 2) 输入偏置电流 I IB 几毫伏 UO = 0 时， 10 nA ? 1 ?A 3) 输入失调电流 IIO UO = 0 时， 1 nA ? 0.1 ?A 4) 开环电压增益 Aud 100 ? 140 dB 5) 差模输入电阻 R id 输出电阻 Ro 几十千欧 ? 几兆欧 几十欧 ? 几百欧 6) 共模抑制比 KCMR 80 dB 7) 最大差模输入电压 UIdM 共模输入 U IC 过大，K CMR下降 当 UId 过大时，反偏的 PN 结可能因反压过大而被击穿。 NPN 管 UIdM = ? 5 V 横向 PNP 管 UIdM = ? 30 V CF741 为 ? 30 V 8)最大共模输入电压 UICM 9) 最大输出电压幅度 UOPP 输出级为 OCL 电路 一般比电源电压小一个 UCE(sat) 如电源电压 ? 15 V，U OPP 为 ? 13 ? 14 V CF741 为 ? 13 V 4.6.2 集成运放的低频等效电路 一．集成运放的低频等效电路 (a) 输入端等效电路 (b) 输出端等效电路 简化的集成运放低频等效电路 二、集成运算放大器的符号和基本特点 1. 运放的符号 习惯用符号 uid +VCC –VEE 国家标准符号 uo uid +VCC –VEE 8 直流电源接法 (VCC = VEE ) 等效电路 uo uid u– i+ u+ uo Rid Aud uid Ro i– u+ — 同相端输入电压 u- — 反相端输入电压 uid — 差模输入电压 uid = u? – u+ Aud — 开环差模电压放大倍数 uo = Aud(u+ – u?) 1) Aud ?? 2. 运放特性的理想化 6)UIO ? 0，IIO ? 0 理想 运放： 4) KCMR ? ? 5)BW ? ? 2) Rid ? ? 3)Ro ? 0 传输特性 O uid uo Uomax –Uomax 理想 线 性 区 实际 3. 理想运放工作在线性区的两个特点 1) u+ ? u–(虚短) 证： uo = Aud (u+ – u–) = Aud uid u+ – u– = uo/Aud ? 0 2) i+ ? i– ? 0 (虚断) 证： i+ = uid / Rid ? 0 同理 i – ? 0 uo uid u– i+ u+ uo Rid Aud uid Ro i– 4. 理想运放工作在非线性区的两个特点 1)u+ u–时， uo = Uomax u+ u –时, uo= –UOmax 2)i+ ? i– ? 0 (虚断) 4.6.3通用型集成运算放大器的组成及基本特性 一、集成电路器件命名及主要性能指标 1. 国标 GB-3430-82 对集成电路的规定 第一部分 第二部分 第三 部分 第四部分 第五部分 字 母 符号国标 字 母 器件类型 数字 品种 字 母 工作条件 字 母 封 装 符 号 意 义 符 号 意 义 符 号 意 义 符 号 意 义 C 中国 制造 T H E C F D W J B TTL HTL ECL CMOS 线性放大 音响电视 稳压器 接口电路 非线性 C E R M 0 ~ 70?C -40 ~ 85?C -55 ~ 85?C -55 ~125?C W B F D P J K T 陶瓷扁平 塑料扁平 全封闭扁平 陶