试验19集成运放参数测试.ppt

集成运算放大器的主要参数 ☆输入失调电压VOS ☆输入失调电流lOS ☆开环差模放大倍数Au ☆共模抑制比CMRR ☆最大共模输入电压Vctam ☆转换速率SR 实验意义、目的和对象 ☆运算放大器应用广泛，性能优劣取决于参数 ☆实验目的旨在了解集成运放主要参数及意义，掌握其简易测试方法， 为设计、制造、运用集成运放奠定基础 ☆本实验以F007集成运放为对象，测试主要参数。 实验原理及方法 ◆输入失调电压VOS 当输入信号为零时，由于运放内差分放大器的不对称性，导致输出信号不为 零，这种现象称为运算放大器失调。为使输出电压为零，而在输入端加入一补偿 电压，该补偿电压即叫做输入失调电压VOS ，下图为测试电路图。调整电位器RM ，使输出电压为零，此时输入端电压表指示设为Vi，那么失调电压可用下式表示： 实验原理及方法 ◆输入失调电压VOS 输入失调电压实际上就是在输入电压为零时的运放输出电压折合到输入端的电 压值，也可采用闭环的方法进行测量，下图给出了测试原理图和计算公式： 实验原理及方法 ◆输入失调电流IOS 运放失调情况下，为使其输出为零而在输入端所加的补偿电流，称为输入失 调电流。输入失调电流实际上是输入信号为零时，运放两个输入端的基极偏置电流 之差，测试电路和计算公式如下： 实验原理及方法 ◆开环差模放大倍数AV 开环差模放大倍数是指放大器在没有外部反馈时的差模直流电压放大倍数， 即放大器开环时的输出电压VO与差模输入电压Vi之比。常采用交直流闭环法。测试 电路可采用下图电路。图中放大器通过Rf、R1、R2完成直流闭环，通过Rf、C、R 完成交流闭环。 实验原理及方法 ◆共模抑制比CMRR 运算放大器差模电压放大倍数Ad与共模电压放大倍数AC之比称为共模抑制 比CMRR，CMRR反映了放大器对共模信号的抑制能力， 测试电路如下。 实验原理及方法 ◆最大共模输入电压 最大共模输入电压ViCM是指运放输出不失真时的最大共模输入电压峰值。 下图是ViCM测试电路。 实验原理及方法 ◆转换速率SR 当给运放输入一个大的阶跃电压时，放大器输出电压的最大变化速率称为 转换速率，由于转换速率与闭环电压放大倍数有关，因而一般都规定在增益为1或 反相组态下进行测试，下图为测试电路。被测放大器接成电压跟随器，输入信号是 前后沿陡直的大幅度方波，在示波器上观察到的输出电压的波形如下图所示。由输 出波形的前后沿过渡区求得SR 实验步骤和数据处理 ⊕测试各参数时按相应电路图接好元器件和所需仪器、电源； ⊕按相应公式求出参数值以及绘出所需图表； ⊕测试结束将元器件，仪器，电源拆下妥善放置。 实验注意事项 ⊕电路中的元件应尽量对称一致，以减小失调对测量结果的影响。 ⊕开环增益的测试频率应足够低，取20Hz≤f≤40Hz为宜。 ⊕ CMRR的测试频率不宜超过5KHz，输入电压不能超过最大共模输入电压Vicm。 ⊕ SR的测试频率应大于10KHz，Vs的幅值应大于1V。 实验思考题 ⊕试说明测量CMRR时，为什么接在运放正负端的电阻要求严格对称？ ⊕下面电路为测量VOS的工作原理，说明实际上又为什么不采用这种方法？ 实验参考资料 ⊕统编教材：半导体集成电路，第五章。 ⊕清华编：脉冲数字电路(中册)，第七章。 ⊕ 《晶体管原理》，统编教材，浙江大学半导体室。 ⊕张屏英、周佑谟：《晶体管原理》，上海 科技版，1985。 School of Microelectronics Xidian University School of Microelectronics Xidian University 实验19 集成运放参数测试 F007外引线排列图，使用电源电压V ＋=15V， V-=-15V 输入失调电压VOS 测试图 输入失调电压VOS表达式 输入失调电压VOS闭环测试图 输入失调电压VOS表达式 VOS=VO/AV I-B测量电路图 I＋B测量电路图 IOS=I-B－I+B 开环差模放大倍数AV测试电路图 共模抑制比CMRR测试电路图 最大共模输入电压测试电路图 转换速率SR测试电路图