2022-2023学年高二物理竞赛课件：集成运放的主要性能指标

集成运放的主要性能指标 1) 开环差模电压放大倍数Aod 无外加反馈回路的差模放大倍数。一般在105107之间,理想运放的Aod为。 2) 共模抑制比KCMR 常用分贝作单位，一般100dB以上。 3) 差模输入电阻Rid Rid>1M, 有的可达100M以上。 集成运放的主要性能指标 4) 输出电阻Ro =几 - 几十。 5) 最大共模输入电压UIcmax 为输入级能正常工作的情况下允许输入的最大共模信号 6) 最大差模输入电压UIdmax 当输入电压大于此值时，输入级将损坏 －3dB带宽fH fH是使Aod下降3dB(即下降到0.707倍)时的信号频率 还有其它一些反映运放对称性、零漂等的参数。参见书P203-205。 ‹#› 中间级的分析 中间级是主放大器，它所采取的一切措施都是为了增大放大倍数。 F007的中间级是以复合管为放大管、采用有源负载的共射放大电路。由于等效的集电极电阻趋于无穷大，故动态电流几乎全部流入输出级。 中间级 输出级 ‹#› 输出级的分析 D1和D2起过流保护作用，未过流时，两只二极管均截止。 iO增大到一定程度，D1导通，为T14基极分流，从而保护了T14。 准互补输出级，UBE倍增电路消除交越失真。 中间级 输出级 电流采样电阻 特点： 输出电阻小 最大不失真输出电压高 ‹#› 模拟信号：在时间和数值上均具有连续性。 数字信号：指在时间上和幅值上均离散的信号。 模拟信号波形 数字信号波形 ‹#›/101 模拟电路 处理模拟信号的电子电路称为模拟电路。 常见的模拟电路包括： 放大电路 、滤波电路、运算电路、信号变换电路、信号发生电路、直流电源电路等。 数字电路 处理数字信号的电子电路称为数字电路。 常见的数字电路包括： 门电路、组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路、半导体存储器、可编程逻辑器件、模数与数模转换电路等。 ‹#›/101 共基极放大电路的频率响应 单管共基极和共集电极放大电路的频率响应 共基极放大电路 高频小信号模型 简化高频小信号模型 ‹#›/101 判断同相输入端和反相输入端 输入电阻大、差模增益大、输出电阻小、共模抑制能力强、允许的共模输入电压高、输入端耐压高等。 ‹#› 讨论一 1. 输入级采用什么措施增大放大倍数？ 2. 中间级采用什么措施增大电压放大倍数？ 3. 如何消除交越失真？ 4. uI1、 uI3哪个是同相输入端？哪个是反相输入端？ 有源负载 有源负载 复合管共射放大电路 增大输入级的负载电阻 _ _ + _ _ _ + + 反相 输入端 同相 输入端 积累电流放大系数 超β管 ‹#› 按工作原理 电压放大型：输入量与输出量均为电压 电流放大型：输入量与输出量均为电流 跨导型：输入量为电压，输出量为电流 互阻型：输入量为电流，输出量为电压 按可控性 可控增益：利用外加控制电压控制增益的大小 选通控制：输入为多通道，利用输入的逻辑信 号控制那个通道的信号放大 四、 集成运算放大器的分类 ‹#› 按性能指标 高 阻 型：rid，可高于1012Ω。 用于测量放大器、信号发生器。 高 速 型： fH和SR高， fH可达1.7GHz，SR可达 103V/μS。 用于A/D、D/A转换电路、视频放大器。 高精度型：低失调、低温漂、低噪声、高增益， Aod高于105dB。 用于微弱信号的测量与运算、高精度设备。 低功耗型：工作电源电压低、静态功耗小，在100～200μW。 用于空间技术、军事科学和工业中的遥感遥测。 大功率型、仪表用放大器、隔离放大器、缓冲放大器…… 通常情况下用通用型运放，特殊情况下才用专用型运放。 ‹#› 根据下列要求，将应优先考虑使用的集成运放填入空内。 已知现有集成运放的类型是： ①通用型 ②高阻型 ③高速型 ④低功耗型 ⑤高压型 ⑥大功率型 ⑦高精度型 1. 作低频放大器，应选用 ① 。 2. 作宽频带放大器，应选用 ③ 。 3. 作幅值为1μV以下微弱信号的量测放大器，应选用 ⑦ 。 4. 作内阻为10MΩ信号源的放大器，应选用 ② 。 5. 负载需5A电流驱动的放大器，应选用 ⑥ 。 6. 要求输出电压幅值为±80V的放大器，应选用 ⑤ 。 7. 宇航仪器中所用的放大器，应选用 ④ 。 讨论二 ‹#› � � � � � � � � � � � �