第4章 集成运算放大器.pptx
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第一节、集成运放的简介
第二节、运算放大器的应用
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一、集成电路简介
（一）什么是集成电路
集成电路——集元器件、电路、系统为一体的新型电子器件。
优点：体积小、功耗低、可靠性高、成本低。
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（二）分类
集成运算放大器就是模拟集成电路的基础电路
模拟集成：集成运算放大器、集成功率放大器、集成稳压电源等
数字集成：集成门电路、集成触发器
二、集成运算放大器的概念
（一）什么是集成运算放大器
高增益多级直接耦合放大器
初期，用于信号的数字运算。目前，应用于信号的产生、放大、交换、处理、测量等。
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（二）电路的框图及组成
方框图
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结论：集成运放具有电压放大倍数大，输入电阻高（几百千欧），输出电阻低（几百欧），零漂小等优点。
中间级——进行电压放大，要求电压放大倍数大，
采用共射电路。
输出级——要求Ro小，带负载能力强。供给负载较
大功率，采用互补对称的射极输出器。
偏置电路——建立Q点，采用恒流源电路。
输入级——要求减少零点漂移，提高Ri，采用差
分放大电路。
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管脚功能
三、集成运算放大器的符号
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反相输入端
同相输入端
输出端
反相输入端与输出端反相
同相输入端与输出端同相
从外部看,是一个双端输入、单端输出的差动放大电路
符号
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1、开环电压放大倍数Auo
2、共模抑制比KCMRR
四、集成运放的主要性能指标
运放F007的AO约为100db(105倍)。
无外加反馈时，差模放大倍数
越大越好
为了综合考察对差模信号的放大能力和对共模信号的抑制能力，引入新参数。
运放F007的KCMRR约为80db
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4、开环输出电阻rO
3、开环输入电阻rid(差模输入电阻)
rid越大，从信号源流入的电流越小。精度越高，运放F007的rid约为1~2MΩ。
rO越小，运放带负载能力越强。精度越高，运放F007的rO约为500Ω。
5、输入失调电压Uio
由于差分放大电路的不对称，输入电压为零时，输出电压不为零。
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6、最大共模输入电压
失真不超过允许值时的最大输出电压，一般用峰－峰值表示，也称为动态输出范围。运放F007的UOPP约为±12~±13V。
8、最大输出电压UOM
7、最大差模输入电压
五、集成运放的理想模型（电压传输特性）
1、线性区
uo与ui成线性关系
uo＝Auo(u+－u-)
2、非线性区（饱和区）
uo与ui不是线性关系
线性区
非线性区
因Auo=∞ui很小，要加负反馈
不加反馈，或加正反馈
一、理想运算放大器
二、反相输入运算电路
三、同相输入比例运算电路
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集成运放的理想化条件:
③开环输出电阻rO→0。
①开环电压放大倍数AuO→∞。
②差模输入电阻rid→∞。
④共模抑制比KCMR→∞。
一、理想运算放大器
集成运放可视为一个理想电压放大器
uO＝AuO(u+－u-)
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2、“虚断”的概念
i＋＝i－＝0
即:iI＝0
因rid=∞,iI近似为零。
1、“虚短”的概念
u+＝u-
即u+－u-＝0
因AuO=∞，uO＝AuO(u+－u-)，
ui很小即可产生uO。
运用两个重要依据，可大大简化运放电路的分析
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二、反相输入运算电路
加平衡电阻R2（补偿电阻）。
为使输入级两差分放大管对称,
负反馈电阻
深度负反馈
放大倍数取决于反馈网络，与基本放大电路无关
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根据u-=u+=0,“虚地”。
根据i+=i-=iI=0，则:i1=iF+iI≈iF。
电压放大倍数：
负号表示uO与ui反相
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三、同相输入运算电路
加平衡电阻R2（补偿电阻）。
根据u-=u+=0,i+=i-=iI=0，
则:u+=u-≈uIi1≈iF
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电压放大倍数：
uO与uI同相
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同相比例电路电压放大倍数：
电压跟随器
当R1=∞(断开)或RF=0时
与分立元件的射极输出器相比：
4、具有良好的电压跟随和隔离作用。
1、电压放大倍数Auf=1。
2、输入电阻高。
3、输出电阻低。
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一、加法运算电路
二、减法运算电路
三、积分运算电路
四、微分运算电路
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一、加法运算电路
平衡电阻（补偿电阻）
运放的线性应用主要实现各种模拟信号的比例、加减、微分、积分、对数、指数等运算，以及有源滤波、信号检测、采样保持等。用途十分广泛。
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根据u