3.1集成运算放大器(课件）-高二《电子技术基础与技能》同步教学（人邮版）

第3单元 常用放大器 知识目标： 了解集成运放的电路结构及抑制零点漂移的方法，理解差模与共模、共模抑制比的概念，能识读集成运放的符号、集成运放的引脚及功能。 了解集成运放的主要参数、理想化集成运放的特性，能识读集成运放构成的常用电路，会估算其输出电压值。 了解集成运放的使用常识，理解反馈的概念，了解负反馈应用于放大器中的类型。 了解低频功率放大电路的基本要求和分类，能识读OTL、OCL 功率放大器的电路图。 了解功放器件的安全使用知识，能识读典型功放集成电路的引脚及功能。 了解场效晶体管的结构、符号、电压放大作用和主要参数，了解场效晶体管放大器的特点及应用。 能识读典型谐振放大器的电路图，理解其工作原理。 了解典型谐振放大器主要性能指标及其在工程应用中的意义。 技能目标： 能根据要求，正确选用集成运放、集成功率放大器、场效晶体管等元件。 会安装和使用集成运放组成的应用电路。 能按工艺要求装接典型功放电路，会安装与调试音频功放电路，判断并检修简单故障。 会组装、测试、调整中频放大电路 会熟练使用示波器，会使用低频信号发生器，可用扫频仪测量幅频特性。 集成运算放大器 1 　低频功率放大器 2 　场效晶体管放大器 3 　技能实训 5 　谐振放大器 4 第1节　集成运算放大器 一、集成运算放大器简介 二、集成运放的应用 一、集成运算放大器简介 1．集成运放的电路结构 集成运放内部电路结构框图如图3.3 所示。 差分输入级 中间放大级 输出级 恒流源偏置电路 集成运放与外部电路连接的引脚有：2 个输入端、输出端、电源供电端及其他辅助端，电路符号如图3.4 所示。 反相输入端 同相输入端 差分 输入端 2．常用的集成运放 图3.5（a）所示演示电路中所用的LM358 内包含了两个相同的集成运放，其引脚排列如图3.5（b）所示。两个集成运放统一供电，采用双电源供电时，电源电压典型值为±16V；采用单电源供电时，电源电压典型值为32V，此时，4 脚为接地端。 在实际应用中，集成运放的类型有：单个运算放大器μA741、LF356，4 个运算放大器LM148 等。图3.6（b）所示为μA741 的引脚排列，图中：1 脚与5 脚为调零端，2 脚为反相输入端，3 脚为同相输入端，4 脚为负电源端，6 脚为输出端，7 脚为正电源端，8 脚为空脚。 3．集成运放的主要参数 （1）开环差模电压放大倍数。 开环差模电压放大倍数，用Aod 表示，是指集成运放在没有外加反馈情况下的差模电压放大倍数，一般用对数表示，单位为分贝（dB）。Aod 是决定集成运放精度的重要因素，理想情况下希望Aod 为无穷大。在实际情况下，集成运放的Aod 一般为100dB 左右，性能好的集成运放的Aod 可达140dB 以上。 （2）输入失调电压及温漂。输入电压为零时，输出电压不为零的现象称为零点漂移现象，简称为“零漂”。为了使输出电压为零，在输入端需要加补偿电压。使输出电压为零的输入端补偿电压称为输入失调电压，用Uio 表示。一般集成运放的Uio 值为1 ～ 10mV，高质量的在1mV 以下。 （3）共模抑制比。共模抑制比，用KCMR 表示，是指开环差模电压放大倍 数与开环共模电压放大倍数之比。多数集成运放的KCMR 在80dB 以上，高质量的可达160dB。 （4）带宽。衡量集成运放带宽的参数有两个：一是−3dB 带宽（用BW 表示），指开环差模电压放大倍数下降3dB 时的信号频率fH，也称为截止频率；二是单位增益带宽（用BWG 表示），指开环差模电压放大倍数降至0dB 时的信号频率fC，此时，开环差模放大倍数等于1。 4．理想化集成运放的特性 （1）虚短。虚短是指集成运放的反相端电压近似等于同相端电压，即 U- ≈ U+ （2）虚断。虚断是指集成运放的反相端电流等于同相端电流，近似等于0，即 I- ＝ I+ ≈ 0 （3）集成运放的电压传输特性。压值描绘在直角坐标系中，如图3.7 中虚线所示。这两条曲线描述了集成运放的电压传输特性，其中，实线所示为反相端电压与同相端电压的差，即Uid = U- － U+；虚线所示为同相端电压与反相端电压的差，即Uid = U+ － U-。 提示： 在实际应用中，工作在非线性状态的集成运放通常作为一个电子开关，输出+Uom 时称为“高电平”输出，输出-Uom 时称为“低电平”输出。Uom 值的大小由集成运放自身决定。 二、集成运放的应用 1．比例运算电路 看一看：按图3.8 所示连接电路，接通电源；在输入端加入电压Ui，测量输出电压Uo的值；改变Ui 的值，观察Uo 值的变化；记录下观察到的结果。 实验现象 Uo 值随Ui 值的变化如表3.3