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集成运算放大器的电路构成及特色

本文旨在帮助工程师了解集成运算放大器的一般概况;掌握集成运算放大器在线性和非线性应用方面的基本电路工作原理及分析方法;了解正弦波振荡器的电路特点、其振条件、起振过程及稳幅等概念。

了解集成运算扩大器的一般概略;把握集成运算扩大器在线性和非线性运用方面的根本电路作业原理及剖析办法;了解正弦波振荡器的电路特色、其振条件、起振进程及稳幅等概念。

1. 集成运算扩大器简介,要求到达“体会”层次。

2. 集成运算扩大器的线性运用电路,要求到达“归纳运用”层次。

3. 集成运算扩大器的非线性运用,要求到达“简略运用”层次。

4. 正弦波振荡器电路,要求到达“体会”层次。

要点:线性运用中各种根本运算电路的剖析、非线性运用中电压比较器的剖析。

难点:电压比较器和正弦波振荡电路。

1. 集成运放的电路构成及特色

集成运算扩大器是一个高增益直接耦合扩大电路,它的方框图如图1所示。

图1 运算扩大器方框图

(1)输入级 运用高性能的差分扩大电路,有必要对共模信号有很强的按捺力,选用双端输入、双端输出的方式。

(2)中心扩大级 供给高开环扩大倍数,以确保运放的运算精度。一般由共发射极组成多级耦合扩大电路。

(3)输出级 由PNP和NPN两种极性的三极管或复合管组成,供给大的输出电压或电流。

(4)偏置电流源 供给安稳的偏置电流,以安稳作业点。一般由各种恒流源电路组成。

2. 运算扩大器的首要技术目标

(1)输入失调电压Uio :输入电压为零时,将输出电压除以电压增益,即为折算到输入端的失调电压。Uio是表征运放内部电路对称性的目标。

(2)输入失调电流Iio:在输入信号为零时,扩大器两个输入端的静态基极电流差,用于表征差分级输入电流不对称的程度。

(3)输入偏置电流IiB:运放两个输入端静态偏置电流的平均值,即

(4)开环差模电压扩大倍数Au0 :运放在无外加反应条件下,输出电压与输入电压的改变量之比。即 。

(5)最大输出电压 Uopp:输出不失真时的最大输出电压值。

(6)最大共模输入电压UiCM :在确保运放正常作业条件下,共模输入电压的答应规模。共模电压超越此值时,输入差分对管呈现饱满,扩大器失掉共模按捺才能。

(7)共模按捺比KCMR :差模电压扩大倍数与开环共模电压扩大倍数绝对值之比,常用分贝数来表明。

3. 抱负集成运放极端剖析特色

(1) 集成运放抱负化条件

满意下列参数目标的运算扩大器能够视为抱负运算扩大器。

① 开环差模电压扩大倍数Au0=∞,实际上Au0≥80dB即可。

② . 差模输入电阻rid=∞,实际上rid比输入端外电路的电阻大2~3个量级即可。

③ 开环输出电阻ro=0,实际上ro比输入端外电路的电阻小2~3个量级即可。

④ 共模按捺比Kcm=∞ 。

抱负运放在电路中的图形符号如图2所示。同相输入端(该端输入信号改变的极性与输出端相同)u+(或up);反相输入端(该端输入信号改变的极性与输出端相异)u-( 或uN) 表明。在图符中的输入端分别用符号+和-标明。输出端uo。

图 2 集成运放的符号

(2) 抱负运放作业在线性区的特色

为了确保线性运用,运算扩大器有必要在闭环下作业。

● 虚地

“虚地”是指在剖析运算扩大器处于线性状况时,作业在反相输入状况下,反相输入端的电位为零,这一特性称为虚伪接地,简称虚地。

● 虚短

“虚短”是指在剖析运算扩大器处于线性状况时,可把两输入端视为等电位,这一特性称为虚伪短路,简称虚短。但不能将两输入端真实短路。

● 虚断

虚断是指在剖析运放处于线性状况时,能够把两输入端视为等效开路,这一特性称为虚伪开路,简称虚断。明显不能将两输入端真实断路。

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