
对通用集成运算放大器的再认识通用运算放大器的品种、规格、型号很多,不同公司生产的型号也不一样。常用的有:UA741、 lm 324、 lm 358、 op 07、 op 117、。
通用运算放大器电路的结构特点差分输入放大器电路
理想的差分通道应该完全平衡,元件参数应该严格匹配。
实际上很难完全平衡,产生失调电压和失调电流。
推挽输出电路
降低输出电阻
提高负载能力
输出电压的摆幅取决于上拉管和下拉管的饱和压降ves(轨到轨除外)。
最大输出正电压=V -Vces
最小输出负电压=V- Vces
C1(30pF)补偿电容可防止闭环应用中的自激振荡。高速运算放大器需要使用更小的电容。当闭环放大过小时,反馈过强容易引起自激振荡。
集成运算放大器的动态特性一个理想的集成运算放大器对于任何频率的输入信号都应该具有完全一致的放大特性。
由于实际集成运算放大器电路中存在内部分布电容和布线电感,当输入信号频率较高时,这些分布电容和电感不可忽略,从而影响信号的线性放大。
主要参数
单位增益频宽
转换速率等。
集成电路及其特性
集成电路是利用氧化、光刻、扩散、外延、蒸铝等集成工艺,在一小片半导体(硅)衬底上制作晶体管、电阻和导线,形成一个完整的电路。按功能可分为模拟集成电路和数字集成电路,其中集成电路运算放大器(线性集成电路,以下简称集成运算放大器)在模拟集成电路中应用最为广泛,本质上是一种高增益直接耦合多级放大电路。
集成电路的特点1。单个元件的精度不高,受温度影响也很大,但元件的性能参数相对一致且对称。适用于形成差分电路。
2.电阻过高或过低的电阻都很难制造,在集成电路中,管用得多,电阻用得少。
3.大电容和电感不容易制造,多级放大电路都采用直接耦合。
4.在集成电路中,为了不使工艺复杂化,尽量使用单一类型的灯管,元器件类型较少。因此,集成电路在形式上与分立元件电路有很大的区别和特点。恒流源和由二极管、三极管组成的电流源常用来代替大的集电极电阻,提供小的失调电流,二极管用三极管的发射极结代替。
5.集成电路中,NPN管都做成纵向管,大;PNP管都做成横管,小,PN结耐压高。NPN管和PNP管不能成对使用。对于PNP管,和( 1)相差很大,所以IB不能忽略。
二、集成运算放大器电路的组成及各部分的功能
化妆
第二步:功能
如图所示,集成运算放大器电路由四部分组成。输入级是具有双端输入的高性能差分放大器电阻,要求高Ri、大Aod、大KCMR和小静态电流。这一级的质量直接影响集成运算放大器的大多数性能参数,因此更新变化最大。中间级的作用是使集成运算放大器具有较强的放大能力,所以采用复合管作为放大管,电流源作为集电极负载。输出级要求线性范围宽,输出电阻小,非线性失真小。偏置电路用于设置集成运算放大器各级放大器电路的静态工作点。
三、集成运算放大器的电压传输特性
1.标志
同相
所谓电压传输特性,其实就是图4-3所示的关系曲线,即输出电压uo与输入电压ui的关系曲线。关系曲线明显分为两个区域,线性放大区和饱和区,对角线反映了线性放大区的输入输出关系。斜率是电压放大系数Av=uo/ui,输出与输入幅度(或有效值)的比值,两端水平线为饱和区的现象,表示输出电压uo不随输入ui=uP-uN变化,而是一个定值Uom(或-Uom)。从特性曲线可以看出,线性区很窄,因为差模开环放大倍数Aod很高,可以达到几十万倍。只有当UI。
四、集成运算放大器1中的电流源电路。镜像电流源(图4-5.4)
1构成
它由一个晶体管T2和一个二极管T1并联组成,即UBE1=UBE2。
2工作原理
IC2=IR/(1 ^ 2/)(4-1)
如果""2,则
IC2 IR=(VCC-UBE)/R (4-2)
3个问题
A)IC2随VCC变化;b)为了使IC2小,R必须大。
c)对温度漂移没有抑制d)输出电阻RO=rce2不足。
2.威尔逊电流源(图4-7.5)
1构成
T3被添加到镜像电流源。
2工作原理
(4-3)
在…之中
IR=(VCC-乌贝3-乌贝2)/R (4-3)
3特点和问题
恒流输入管T3的Re3 rbe /2大大提高了其IC3稳定性,IC3与IR之间的误差也大大减小。然而,当电源电压变化时,IC3和IR几乎以相同的比例变化。当要求uA水平时,R还是太大。
3.微电流源(图4-9。6)
1构成
电阻器Re被添加到镜像电流源T2管的发射极。
2工作原理
UT。ln(IC1 /IC2)=IC2Re (4-4)
3个特征
小而稳。用小Re,IC2可以是uA。由于Re的引入,IC2更加稳定。由于UBE2
4.多个电流源
利用同一个参数电流IR,同时产生几个输出电流,为多个放大管提供偏置电流或作为有源负载。
5.电流源的应用
1为集成运算放大器的各级提供小而稳定的偏置电流。
作为每个放大级的有源负载,提高了电压增益。
优点:(a)用三极管代替大电阻,节省硅片面积,降低成本。
(b)可以用较少的级数获得高增益。由于电路级数少,输出阻抗大,集成运算放大器的消振问题很容易解决。
(c)由于放大管的集电极电流与集电极电位无关,电路可以在偏置电流基本不变的情况下工作在较宽的电源电压范围内。









