2016模拟电路基础（电工版）授课教案：成运算放大器和负反馈.docVIP

模拟电路基础授课教案 成运算放大器和负反馈（讲义） 任课教师：李川 授课日期：_______ 集成运算放大器(Integrated operational amplifier)是一种具有高增益、高输入电阻、低输出电阻的直接耦合放大器。 集成运放的特点：通用性强、可靠性高、体积小、重量轻、功耗小、性能优越，外部接线很少，调试极为方便。 一、集成电路的特点 集成电路由于制造工艺上的原因，具有以下特点： (1)集成电路的工艺对制造电感器和容量大的电容器有困难，所以大都采用直接耦合电路。 (2)集成电路制造工艺表明，制造半导体二极管或三极管占用硅片面积小，且工艺简单、成本低。制造电阻、电容比较困难，尤其是阻值大（大于300Ω）的电阻和容量大（大于400pF）的电容，更不经济。为此，应尽量避免内接电容，并尽可能用阻值低的电阻或以三极管代替电阻。 二、集成电路的分类 1．按集成度分类 集成 电路 小规模集成电路(Small scalein tegrated circuit) 芯片管子元件数在一百个以下 中规模集成电路(Medium scale integrated circuit) 芯片管子元件数在102至103之间 大规模集成电路(Large scale integrated circuit) 芯片管子元件数在103至105之间 超大规模集成电路（VLSI） 芯片管子元件数在105至107之间 特大规模集成电路（ULSI） 芯片管子元件数在107以上 按内部器件分类 所用器件 BJT管 MOS管 PMOS NMOS CMOS 混合 既有FET又有BJT管 三、集成电路的外型、符号及输出输入关系 1．集成电路的外形 如图3.2.1所示。 图3.2.1 集成电路的外形 a) 圆壳式 b) 双列直插式 c) 扁平式 d)电路符号 2．电路符号 “-”反相输入端（Inverting input terminal），“+”同相输入端(Noninverting input terminal)，输出端。 成运放的输出输入关系式 ，Aod为集成运算放大器开环电压放大倍数。uo与u-的相位相反，uo与u+的相位相同。 四、运放主要参数 1、开环差模电压增益Aod ， 通常用分贝数dB表示，则为 (dB) Aod一般100dB,最高140dB以上。 2、输入失调电压UIO及其温漂 dUIO/dT UIO越小越好，一般为±（1~10）mV。 输入电压的温度漂移（简称输入失调电压温漂）用 dUIO/dT表示,一般为±(10~20)μV/℃. 注意：dUIO/dT不能用外接调零装置来补偿，在要求温漂低的场合，要选用低温漂的运放。 3、输入失调电流IIO及其温漂dIIO/dT IIO=IB1-IB2，， IIO越小越好，一般为1nA~0.1μA。 输入失调电流温漂，用dIIO/dT表示，单位为nA/℃。 4、输入偏置电流IIB IIB=（IB1+IB2）/2，IIB越小越好，一般为10nA~10μA。 5、开环差模输入电阻Rid Rid为运放的两个输入端之间的动态电阻。一般为几兆欧姆。MOS集成运放Rid106MΩ以上。 6、开环差模输出电阻Rod 一般Rod小于几十欧姆。 7、共模抑制比KCMR 一般KCMR为60~130dB之间。 8、最大差模和共模输入电压Uidmax,、Uicmax Uidmax是指集成运放两个输入端所允许加的最大差模电压，超过此电压，将会使集成运放输入级某一侧三极管发射结反向击穿。 Uicmax是指集成运放两个输入端所允许加的共模最大电压，超过此电压，集成运放的共模抑制比将明显下降。 9、最大输出电压Uom 在给定负载上，最大不失真输出电压的峰峰值称为最大输出电压。 10、转换速率SR(Slew rate) SR是指集成运放在闭环状态下，输入大信号时输出电压随时间的最大变化率，SR越大越好。 11、小信号频率参数 集成运放(μΑ741)工作于小信号状态幅频特性如图4.1.2所示。 图4.1.2 集成运放(μΑ741)幅频特性 图中Aod(dB)为直流差模增益，fH为上限频率。 （1）开环带宽BW BW为运放开环差模电压增益值比直流增益下降了3dB所对应的信号频率。 BW=fH 例如：μΑ741的fH =7Hz (2)单位增益带宽BWG BWG为运放开环电压增益频率特性曲线上其增益下降到Aod=1(Aod为0dB)时的频率。。 μΑ741运放Aod=2×105时，fT=2×105×7HZ=1.4MHZ。 集成运放闭环应用时，