8.3 集成运算放大器(课件）-《电工电子技术》同步教学（机械工业版）

第八章 放大电路与集成运算放大器 学习目的： 1．能识读共射极放大电路的基本放大电路图，理解共射放大电路的电路结构和主要元器件的作用。 2．了解共射极放大电路的静态、动态分析方法及参数计算。 3．了解多级放大器的三种级间耦合方式及特点。 4．了解负反馈的概念、类型。 5．了解负反馈对放大电路性能的影响。 6．了解理想集成运算放大器的特点。 7．能识读集成运放构成的常用电路。 8．了解集成运算放大器的应用。 第八章 放大电路与集成运算放大器 放大电路中的负反馈 2 基本放大电路 1 集成运算放大器 3 1．集成电路的概念 8.3 集成运算放大器 一、集成电路概述 集成电路是继电子管和晶体管后的第三代具有电路功能的电子器件。它是利用硅平面工艺技术，把二极管、晶体管、电阻、电容等元器件以及它们之间的连接导线都集中制做在一小块硅片上，然后管壳封装而成。缩小了电路的体积和重量，降低了成本，大大提高了工作的可靠性，减轻了组装和调试的工作量。 （a）圆壳式 (b)双列直插式 （c）扁平式 2．集成电路的分类 8.3 集成运算放大器 一、集成电路概述 （1）集成电路按集成度的分类 1)．小规模集成电路 2)．中规模集成电路 3)．大规模和超大规模集成电路 （2）集成电路按功能的分类 1)．数字集成电路 2)．模拟集成电路 3．模拟集成电路的特点 8.3 集成运算放大器 一、集成电路概述 （1）在集成电路中，级间采用直接耦合的方式，避免了制造电感和大容量电容的困难。 （2）集成电路中的小电容一般是由PN结的结电容构成，约在几十皮法以下。需用大电容时，可采用外接的方式。 （3）集成电路中的电阻元件是由硅半导体的体电阻构成，阻值一般在几十欧到二十千欧左右。需要高阻值的电阻时，可采用外接的方式，或用晶体管恒流源来代替。 （4）在集成电路中，硅片上各个元、器件的制做工艺条件是相同的，邻近元、器件的特性可以做到基本一致，对称性好，可以减小误差。 1．集成运放的基本组成和图形符号 8.3 集成运算放大器 二、集成运算放大器 （1）集成运放电路的组成 1．集成运放的基本组成和图形符号 8.3 集成运算放大器 二、集成运算放大器 （1）集成运放电路的组成 输入级：输入级由差动放大电路组成，对称性好，输入电阻高，零点漂移小，抑制干扰能力强。 中间级：中间级主要承担信号的放大任务，通常由共射放大电路组成，要求它具有较高的电压放大倍数。 输出级：输出级主要承担功率的放大任务，一般由互补对称电路组成，要求它的输出电阻低，带负载能力强，能输出较大的功率。 1．集成运放的基本组成和图形符号 8.3 集成运算放大器 二、集成运算放大器 （2）集成运放的电路符号 运算放大器的符号中有三个引线端，两个输入端，一个输出端。一个称为同相输入端，即该端输入信号变化的极性与输出端相同，用符号‘+’表示；另一个称为反相输入端，即该端输入信号变化的极性与输出端相反，用符号“-”表示。输出端在输入端的另一侧，在符号边框内标有‘+’号。 u+ u- 2．集成运放的主要参数 8.3 集成运算放大器 二、集成运算放大器 （1）开环电压放大倍数Auo 是指运放在无反馈（开环）时的电压放大倍数，也称开环电压增益。大小为104～107。Auo的值越高，其运算精度越高，工作越稳定。 （2）差模输入电阻rid 是指运放开环工作时，输入差模信号时两输入端间的等效电阻。rid越大，运放向信号源取用的电流越小，对信号源的影响也越小，运算精度越高。 （3）共模抑制比KCMR KCMR表示放大器放大差模信号和抑制共模信号的能力。共模抑制比越高越好。 2．集成运放的主要参数 8.3 集成运算放大器 二、集成运算放大器 （4）输出电阻ro 指运放开环工作时，从输出端对地之间看进去的等效电阻。输出电阻的阻值越小，运放带负载能力越强。 （5）最大输出电压UOM 指集成运放在额定工作电压下，能保持输出和输入电压为线性关系时输出电压的最大值。 3．集成运放的外特性 8.3 集成运算放大器 二、集成运算放大器 集成运放的外特性是指输出电压与输入电压之间的关系，也叫电压传输特性。 集成运放的开环电压传输特性 传输特性有两个工作区域，即线性区和非线性（饱和）区。线性工作区很小，即使是一个很小的输入信号，甚至是干扰信号，都会使运放进入正向饱和区或负向饱和区，致使工作不稳定。为了扩大集成运放的线性运用范围，提高工作稳定性，需要在电路中引入深度的电压负反馈。 4．理想集成运放 8.3 集成运算放大器 二、集成运算放大器 一个理想运算放大器，应具备下列条件： （1）开环电压放大倍数高（Auo→∞）； （2）输入电阻高（rid→∞）； （3）输出电阻低（ro→∞）； （4）共模抑制比高（KCMR