实用模拟电子技术教程第11章电子课件.ppt

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1、实用模拟电子技术教程,主编：徐正惠,副主编：刘希真 张小冰,第三篇 模拟集成电路及其应用 本篇介绍集成电路和模拟集成电路的分类、命名方法、封装方式等基本常识。在此基础上重点介绍集成运算放大电路、集成稳压电路、集成信号测量电路、集成仪表放大电路、集成功率放大电路、集成信号发生电路等。通过介绍和讨论，要求掌握或了解相关集成电路常用的型号、外型、封装、功能、主要性能指标和典型应用电路。要求掌握常用模拟集成电路应用电路的设计方法。,第11章 集成运算放大器,第三篇 模拟集成电路及其应用,学习要求：掌握运算放大器的基本结构、电路符号和电压传输特性；掌握运算放大器输入失调电压、输入失调电流、输入失调电压失

2、调电流温漂、差模输入电阻、共模输入电阻、差模电压放大倍数、共模电压放大倍数、共模抑制比等主要特性参数；了解集成运算放大器的分类。,11.1 集成运算放大器概述,第11章 集成运算放大器,11.1.1 运算放大器的内部结构,何谓集成运算放大器？模拟集成电路中一个大类是集成运算放大电路，也称集成运算放大器。集成运算放大器最初大多用于模拟信号的运算，例如比例运算、加、减、积分、微分运算等，因此称其为集成运算放大器，简称集成运放，是模拟集成电路中应用最为广泛的一类。传统意义上的电压放大作用可以理解为比例运算，使用集成运放实现比例运算，因其价格低、性能好，在信号频率较低的情况下已经取代了分立元器件组成的

3、放大电路。,11.1.1 运算放大器的内部结构,11.1 集成运算放大器概述,针对不同的用途，运放内部结构上也有所不同，但不论具体电路如何变化，各类运算放大器的基本结构是相同的，即它们都由输入级、中间放大级、输出级和偏置电路组成，如图所示。,以运算放大器LM324为例来说明运算放大器的内部结构。,11.1 集成运算放大器概述-11.1.1 运算放大器的内部结构,LM324是一种通用的4运放电路，即一个集成块内部包含4个相同的集成运放，下图给出了其中一个运放的具体线路。,输入级由6A的恒流源、和晶体管VT1、VT2、VT3、VT4、VT8和VT9组成,输出级由晶体管VT6、VT13和电阻R组成,

4、除输入、输出外，其余为中间级及偏置电路,1、输入级,11.1 集成运算放大器概述-11.1.1 运算放大器的内部结构,输入级是带恒流源的差分放大电路，其恒流源部分用一个恒流源符号表示，具体电路没有画出来。,VT1VT4相当于差分放大电路的两个对称的三极管，注意VT1VT4是PNP型管，因此恒流源接正电源VCC，而负载电阻接负电源VEE。负载是VT8、VT9组成的恒流源。采用恒流源作为集电极负载电阻的好处是动态电阻很大，且制作方便。,输入级差分电路有两个输入端，u+是同相输入端，u是反相输入端。输出信号经VT3集电极耦合至中间级VT10的基极，属双端输入，单端输出的差分放大电路。,2、输出级,1

5、1.1 集成运算放大器概述-11.1.1 运算放大器的内部结构,单电源工作时，接入负载电阻RL后输出级是VT5、VT6复合管构成的共集电极放大电路（射极跟随器），RL是复合管的发射极电阻（R很小）。电路设计时使得静态情况下输出端电压u0等于VCC/2，而VT13的基极电压总高于这个数值，因此VT13发射结反偏，VT13始终处于截止状态，VT13的存在并不影响共集电极放大电路的正常工作。,双电源工作时，输出级是准互补电路，将在以后的章节中介绍。,1、运算放大电路的符号,11.1 集成运算放大器概述-11.1.2 运算的符号和电压传输特性,集成运放是一个双输入端、单输出端、具有高差模放大倍数、高共

6、模抑制比的差分放大电路，因此常用下图所示的两种符号表示。,图中“+”是同相输入端，表示该输入端信号与输出信号同位相；“”是反相输入端，表示该输入端信号与输出信号的位相相反，u0是输出端。,2、运放的电压传输特性,11.1 集成运算放大器概述-11.1.2 运算的符号和电压传输特性,首先讨论静态情况下（即将同相输入端和反相输入端短接，这时差模输入电压等于零）输入、输出端电压：,单电源供电时，同相端、反相端和输出端的电压都等于VCC/2，即电源电压的一半。双电源供电时（使用VCC、VEE电源）如果VEE=VCC，则属对称双电源供电，这种情况下，静态时反相输入端、同相输入端及输出端均为零电压。,2、

7、运放的电压传输特性,11.1 集成运算放大器概述-11.1.2 运算的符号和电压传输特性,现在讨论输入电压变化时输出电压变化的情况。,用A0d表示运放的差模开环电压放大倍数，则运放输出电压和输入电压（差模输入电压）之间的关系为：,式中u0为运放的输出电压，（u+u）为差模输入电压，上式表明经过运放电路，差模输入电压（u+u-）被放大了A0d倍，输出电压u0相位与同相端输入电压u+的相位相同。,2、运放的电压传输特性,11.1 集成运算放大器概述-11.1.2 运算的符号和电压传输特性,用输入输出电压关系曲线来说明输出、输入电压之间的关系，横坐标表示差模输入电压，纵坐标表示输出电压：,同相端电压

8、等于反相端电压时，（u+u）=0，这时输出电压u0也等于0，对应于图中的坐标原点。,让同相端电压逐渐上升（反相端电压维持不变），（u+u-）逐渐变大，输出电压u0将成正比地上升。由于运放的开环放大倍数很大，u0的上升将十分迅速。,输入电压增到一定的程度后，受电源电压的限制，输出电压就不再随输入电压增加，例如选用5V双电源供电，LM324的输出达到3.5V以后，就不再随输入的增加而增加。,2、运放的电压传输特性,11.1 集成运算放大器概述-11.1.2 运算的符号和电压传输特性,由上图所示的曲线可以看出，在uB+uB的范围内，输出电压与输入电压之间有线性关系，这个区域称为线性区域，差模输入电压

9、大于uB和小于uB的区域，输出电压不随输入电压的变化而变化，称为非线性区域。,维持u-等于零不变，让u+向负方向变化，（u+u-）也因此逐渐向负方向变化，输出电压随输入电压变化的情况见右图左边的曲线，在0uB范围内输出电压与输入电压之间有线性关系，输出随输入的减小而减小，（u+u-）等于或小于uB时，输出电压维持等于U0m不变。,2、运放的电压传输特性,11.1 集成运算放大器概述-11.1.2 运算的符号和电压传输特性,运算放大电路线性范围都很小由于运算放大器的开环增益都很高，其线性区域是很小的，例如，LM324 的5V双电源供电的情况下，LM324的开环放大倍数为10万倍，差模输入电压从0

10、增加到35V，输出电压就从0增加到3.5V，此后输出电压即不随输入变化。同样，差模输入电压从0减小到-35V，输出电压就从0减到-3.5V，此后输出不随输入变化。因此LM324的线性区域是35V+35V。对于开环增益更大的运算放大器，其线性区域会更小。,1、常用运算放大器电路封装,11.1 集成运算放大器概述-11.1.3 运算放大器的封装和供电方式,常用运放大多采用PID（塑料双列直插）封装或SOP贴片封装。同一种电路，常常有多种封装形式用以满足不同的安装需要。以LM324为例，(a)为电路的PID封装形式，(b)、(c)为该型号电路的贴片SOP封装形式，(c)为TSSOP（薄型小尺寸）封装

11、形式。,2、运放的供电,11.1 集成运算放大器概述-11.1.3 运算放大器的封装和供电方式,运算放大器的电源都为直流电源，一般有两种供电方式：一是使用对称的正负电源：例如5V、9V、12V等，使用时运放的正电源端引脚接正电源，负电源引脚接负电源端，静态（输入信号为零）时输出端的电压等于零；二是使用单电源：运放正电源引脚接电源的正极，运放负电源引脚接电源地，静态（输入信号为零）时输出端的电压等于电源电压的一般。例如使用5V电源，静态时输出端电压为2.5V。,11.2.1 静态特性参数,11.1 集成运算放大器概述-11.2 运算放大器的主要特性参数,运算放大器输入信号为零时的状态称为“静态”

12、，描述静态情况下运算放大器有关特性的参数称为运放的静态特性参数。,运放的静态特性参数的特殊性：运算的基本功能之一，便是对施加到输入端的信号进行放大。一个理想的放大器，输入端输入信号为零时，其输出信号也应该为零，但对于运算放大器，实际情况要复杂得多。由于各种原因，即使输入信号为零，运放的输出端也会有信号输出，而且输出信号往往还很大。运放的各种静态特性参数的作用便是对这些现象进行定量的描述。,11.2.1 静态特性参数-1、输入失调电压Ui0,11.1 集成运算放大器概述-11.2 运算放大器的主要特性参数,如果我们将运放的两个输入端都经过一个100的电阻接地，这时运放的差模输入电压等于零（见图）

13、，根据前面关于运放转移特性的讨论，这时输出电压应该为零，即u0=0。,但是实测表明，对于实际的运算放大器，其输出不仅不等于零，而且相当大。这表明在没有差模输入的情况下，输入端仍然存在一个电压，正是这个电压经过运算,放大器放大后在输出端形成很大的输出。为了使输出电压等于零，就需要在输入端加上一个补偿电压，这个补偿电压Ui0就称为运放的输入失调电压。,11.2.1 静态特性参数-1、输入失调电压Ui0,11.1 集成运算放大器概述-11.2 运算放大器的主要特性参数,存在输入失调电压的原因：,11.2.1 静态特性参数-1、输入失调电压Ui0,11.1 集成运算放大器概述-11.2 运算放大器的主

14、要特性参数,存在输入失调电压的原因：,制造工艺的不对称是主要原因！,11.2.1 静态特性参数-1、输入失调电压Ui0,11.1 集成运算放大器概述-11.2 运算放大器的主要特性参数,失调电压的补偿,好在失调电压决定于生产工艺，集成电路制造出来以后，其大小、性质也就确定了。只要环境温度变化时运放的失调电压变化不大，或环境温度变化很小，这时可以将模拟集成电路的失调电压视为常数。在这种情况下，我们可以通过外加电压的办法来对运放进行补偿，,11.2.1 静态特性参数-2、输入失调电流Ii0,11.1 集成运算放大器概述-11.2 运算放大器的主要特性参数,在已经补偿好运放失调电压（输出端电压已调节

15、为零）的电路中，保持电位器活动端的位置及其他元件不变，在两个输入端加入阻值较大的电阻（500k），发现输出电压又明显偏离零值，甚至又进入非线性区。,这表明，无差模信号输入的情况下，除失调电压以外，还存在一种“失调”在起作用，影响着输出电压，这就是输入失调电流。运放输入失调电流Ii0的定义是：,差模输入电压为零的情况下，同相端静态基极电流IB+和反相端静态基极电流IB之差，即失调电流等于：,11.2.1 静态特性参数-2、输入失调电流Ii0,11.1 集成运算放大器概述-11.2 运算放大器的主要特性参数,形成输入失调电流Ii0的原因：,输入失调电流也是制造工艺引起的输入级细微不对称性造成的，如

16、图所示，如果输入级的三极管严格对称，两个三极管的静态基极电流就相等，这时就不存在失调电流，Ii0=IB+IB=0，但实际上总存在微小的不对称性，IB+不等于IB，因此Ii0不等于零，于是就出现不等于零的失调电流。,输入失调电流定义：,11.2.1 静态特性参数-2、输入失调电流Ii0,11.1 集成运算放大器概述-11.2 运算放大器的主要特性参数,输入失调电流Ii0如何影响输出？,失调电流会对输出电压产生怎么样的影响？为什么已经调好补偿的电路中加入500k的电阻后失调电流的作用就变得很明显，电路输出又不等于零？,加入500k的电阻后输出又明显偏离零点，运放进入非线性区。,11.2.1 静态特

17、性参数-2、输入失调电流Ii0,11.1 集成运算放大器概述-11.2 运算放大器的主要特性参数,我们以LM324为例来说明：,ML324在25时的失调电流约为2nA，在不接500k的情况下，两个输入端外接电阻等100，由此可以求出静态基极电流在同相输入端和反相输入端所产生的电压差等于：,这个电压与失调电压（2 mV）相比，完全可以忽略。,加入500k 电阻后，两个输入端之间的电压差等于：,11.2.1 静态特性参数-2、输入失调电流Ii0,11.1 集成运算放大器概述-11.2 运算放大器的主要特性参数,我们以LM324为例来说明：,1 mV的输入电压，经放大以后就会对输出电压产生明显的影响

18、。因此，原来已经调节好的补偿，接入500k的大电阻以后，现在又失效了。这说明，失调电流对输出电压的影响决定于失调电流与输入端外接电阻的乘积，当这个乘积较大时，其对输出电压的影响就不能忽略。,上述分析表明，为了减小失调电流的影响，在运放应用电路设计时应注意尽可能减小输入端外接电阻的数值。,11.2.1 静态特性参数-2、输入失调电流Ii0,11.1 集成运算放大器概述-11.2 运算放大器的主要特性参数,输入失调电流如何补偿？,和失调电压类似，失调电流在集成电路制成后就不会变化，只要温度基本保持不变，或温度变化时所引起的失调电流变化很小，失调电流对输出端的影响可以通过外加补偿电压来消除。补偿做法

19、还是通过两端分别接正负电源的电位器给同相端施加一补偿电压，如下图所示。,实际上，对右图的电路进行补偿时，失调电流和失调电压是一起被补偿的，细心调节电位器RP1，使输出端电压等于零，既补偿了失调电压，也同时补偿了失调电流。,11.2.1 静态特性参数-2、输入失调电流Ii0,11.1 集成运算放大器概述-11.2 运算放大器的主要特性参数,运放实际使用时都需要补偿失调电压和失调电流,通过前面的分析我们知道，由于存在失调电压和失调电流，运放使用时必须进行补偿，否则，运放将因失调电压和电流的作用而进入非线性区。,为使用方便，有些运放预留了外接补偿电位器的引脚，并规定了电位器的阻值。例如，运算放大器C

20、F741的“1”、“5”脚为调零端，使用时外接10k补偿电位器，电位器两个固定端分别接“1”和“5”脚，活动端接负电源，如图所示。在零差模信号输入的情况下调节电位器的活动端，使运放的输出端电压为零，即可实现对于失调电压和电流的补偿。,11.2.1 静态特性参数-3、输入偏置电流IB,11.1 集成运算放大器概述-11.2 运算放大器的主要特性参数,输入偏置电流IB定义为输入信号为零时两个输入端静态基极电流的平均值：,11.2.1 静态特性参数-3、输入偏置电流IB,11.1 集成运算放大器概述-11.2 运算放大器的主要特性参数,前面求得：,两式相减，即得两个输入端之间的差模电压等于：,根据上

21、式，我们可以估算两个输入端之间电压差的大小。对于LM324，IB约20 nA，假如电阻R1和R2之差为100k，则可求得Ui+-Ui=2mV，这样大小的电压差显然也会对输出产生明显的影响。因此，如果运放两个输入端对地的电阻有较大的差异，与失调电流类似，输入偏置电流会在输入端产生一附加的电压，这个电压也会明显影响输出，甚至会在无差模输入信号的情况下使运放进入非线性区。,11.2.1 静态特性参数-3、输入偏置电流IB,11.1 集成运算放大器概述-11.2 运算放大器的主要特性参数,前面求得：,两式相减，即得两个输入端之间的差模电压等于：,因此，运放应用电路设计时除了补偿失调电压和失调电流，为了

22、消除输入偏置电流的不良影响，还应注意保持两个输入端外接（对地）电阻的彼此匹配，即同相端对地的电阻值应和反相端对地的电阻值相等。,11.2.1 静态特性参数-4、输入失调电压温漂dUi0/dT及输入失调电流dIi0/dT,11.1 集成运算放大器概述-11.2 运算放大器的主要特性参数,第四个影响运放静态输出电压的特性指标是失调电压温漂和失调电流温漂。,单位温度变化引起的失调电压、失调电流变化即称为失调电压温漂和失调电流温漂。前面讨论失调电压、失调电流补偿时都曾提到过在温度基本不变或温度变化所引起的失调电压、失调电流变化不大的情况下对运放进行补偿才有意义。如果温度变化引起的失调电压、失调电流的变

23、化较大，原来在某个温度下已经实现了补偿，已使运放工作于线性区域，温度变化引起的失调电压、失调电流的变化可能又使运放进入非线性区，原来的补偿就无效了。不同的运放，输入失调电压温漂dUi0/dT、输入失调电流温漂dIi0/dT可以有较大的差异。,11.2.1 静态特性参数-4、输入失调电压温漂dUi0/dT及输入失调电流dIi0/dT,11.1 集成运算放大器概述-11.2 运算放大器的主要特性参数,LM324失调电压温漂典型值为7V/，最大值可达到30V/，如果环境温度从-40变化到+40，由于温度变化所引起的失调电压变化量最大可达到2.4mV，在+40调整妥的补偿，在-40很可能会失效，因此L

24、M324组成的应用电路不宜工作于环境温度相对恶劣的情况。低噪声运放CS3001失调电压温漂的典型值为0.01V/,最大值0.05V/，这种电路，80的温度变化所引起的失调电压变化只有4V，它就可以使用于环境温度相对恶劣的情况。,采用特殊的工艺和电路可以将运放的失调电压、失调电流的温漂做得很小，当一个运放的失调电压、失调电流温漂很小时，其失调电压及失调电流也会相应地减小。,11.2.1 静态特性参数-5、电源电压抑制比SUR,11.1 集成运算放大器概述-11.2 运算放大器的主要特性参数,另一个影响输出电压的因素是运放电源电压的波动。为了正确使用运放，我们需要了解一定大小的电源电压波动会对运放

25、输出电压产生多大的影响，由此，我们可以确定，为了保证运放输出不受电源电压的影响，运放使用的稳压电源应该达到怎么样的水平。反映电源电压变化对运放输出影响的特性指标是电源电压抑制比SUR，它定义为当运放工作于线性放大区域时，运放输入失调电压与电源电压变化量的比值，即:,式中分母为电源电压的变化量，VCC为正电源，VEE为负电源；分子为输入端等效失调电压。上式将电源电压变化对运放输出的影响通过等效的输入端失调电压来表达。,11.2.2 差模特性,11.1 集成运算放大器概述-11.2 运算放大器的主要特性参数,差模特性描述的是差模信号输入时运放输出信号与输入信号的关系，主要特性指标有：,1、开环差模

26、电压放大倍数A0d集成运放没有加入反馈时的差模电压放大倍数称为开环差模电压放大倍数，记作A0d,用分贝（dB）表示时，称为运放的开环增益：,例如，LM324的开环差模放大倍数为10万倍，相应的开环增益为100dB。,11.2.2 差模特性,11.1 集成运算放大器概述-11.2 运算放大器的主要特性参数,2、差模输入电阻rid,运放工作在线性区时，两输入端的电压变化量与对应的输入端电流变化量的比值称为运放的差模输入阻抗。差模输入阻抗包括输入电阻和输入电容，在低频时仅指输入电阻，称为差模输入电阻，用符号rid表示。,和分立元器件组成的放大电路一样，当信号源的内阻不等于零时，差模信号输入电阻的大小

27、将影响放大器对信号的放大作用，与信号源内阻相比较，rid越小，对信号放大作用的下降就越厉害（源放大倍数下降）。,11.2.2 差模特性,11.1 集成运算放大器概述-11.2 运算放大器的主要特性参数,3、开环带宽f0和单位增益带宽fc,运算放大器各级电路之间采用直接耦合方式，其频率特性的特点是低频段（从直流开始）的放大倍数能保持恒定，但由于晶体管和场效应管极间电容的影响，高频时，放大倍数都会下降。为了描述运放的这一频率特性，引入开环带宽和单位增益带宽的概念。,开环带宽 运放开环差模增益从直流增益值A0d下降3 dB（下降到直流增益的0.707倍）时所对应的频带宽度f0 称为运放的开环带宽，f

28、0又称截止频率；,单位增益带宽 开环差模增益随频率增加继续下降到0时（放大倍数等于1）的频带宽度fc称为运放的单位增益带宽。,11.2.2 差模特性,11.1 集成运算放大器概述-11.2 运算放大器的主要特性参数,3、开环带宽f0和单位增益带宽fc,闭环放大倍数降为100倍（40dB），放大器的频带宽度扩展至20kHz,由边是LM324的幅频特性图，由图读出：开环带宽f0约为8Hz；单位增益带宽fc为1.3MHz；,11.2.2 差模特性,11.1 集成运算放大器概述-11.2 运算放大器的主要特性参数,4、等效输入噪声电压fn和等效输入噪声电流in：,噪声电压对运放的影响从一个具体问题开始

29、，假设微弱信号的幅度约15V，能否通过运算放大器将它放大到0.1V左右的大小？初看起来问题很简单，只要找一个开环放大倍数10万倍的运放将它接成闭环放大倍数为6000的电路就可以了。而很普通的运放LM324的开环放大倍数就有10万倍，选用一只LM324不就行了吗？实际上，这个方案根本行不通。原因在哪里？,实验发现，一个屏蔽良好、无信号输入的运放，在其输出端仍然可测量到交流无规则的干扰信号，这个信号即称为噪声电压。将这个电压（除以运放的放大倍数）折算到输入端即称为等效输入噪声电压。,11.2.2 差模特性,11.1 集成运算放大器概述-11.2 运算放大器的主要特性参数,4、等效输入噪声电压fn和

30、等效输入噪声电流in：,由此可见，等效输入噪声电压为运放对弱信号的放大能力提供了一个下限，一个微弱信号能否被一个运放所放大，并不决定于这个运放的放大倍数，而取决于该运放的等效输入噪声电压有多大。被测信号小于或相当于噪声电压大小时，运放就不可能对它进行放大。,普通运放LM324的输入等效噪声电压有效值就有20V的大小，与信号电压15V差不多大小，运放对有用信号进行放大的同时，无规则的噪声电压同时被放大，结果，在运放输出端输出的不是有用信号，而是无规则噪声信号与有用信号的混合。我们无法从混合的信号中区别出哪些是有用信号，哪些属噪声。,11.2.3 共模特性,11.1 集成运算放大器概述-11.2

31、运算放大器的主要特性参数,1、共模电压放大倍数AOC 输入端增加同相共模电压uic时，输出电压增加量uoc与uic的比值称为运算放大器的共模电压放大倍数,主要共模特性参数有共模电压放大倍数AOC和共模抑制比KCMR两项。,理想情况下，运放的共模放大倍数为零。但由于集成电路仍然存在微小的不对称性，实际运放的共模放大倍数很小，但不等于零。,11.2.3 共模特性,11.1 集成运算放大器概述-11.2 运算放大器的主要特性参数,用分贝（dB）表示时，,2、共模抑制比KCMR运算放大器差模放大倍数与共模放大倍数的比值的绝对值，称为共模抑制比：,由于运放的共模放大倍数一般都很小，而差模放大倍数又很大，

32、因此其共模抑制比都较大，例如运放LM324的共模抑制比的典型值为80dB。,11.2.4 极限参数,11.1 集成运算放大器概述-11.2 运算放大器的主要特性参数,之所以称为极限参数，是因为一旦超过这些指标规定的范围，将会导致电路的永久性损坏。,上面讨论的是运算放大器的常用特性指标，除了这些指标以外，所有运放都由生产厂家提供极限参数，即规定集成运放使用时允许施加的最大电源电压、输入端允许输入的最大电压、允许输入的最大差分电压、输出端发生短路时允许的持续时间、最大输入电流、最大耗散功率、使用时允许的环境温度范围、集成运放储存所允许的温度范围等等。,11.3 集成运放分类,11.1 集成运算放大

33、器概述,这是一种按照特性指标和用途来对运放进行分类的方法，学习这种分类，有助于了解运放在各个方面应用时的特点以及对于运放电路的特别要求，以便应用时正确选择所需的型号。,集成运放分类的形成集成运放的用途十分广泛，包括模拟信号的产生、放大和处理的多个方面。不同的用途，往往对运放的某些方面的特性提出特别高的要求，而对其他特性指标只作一般的要求。为适应这种需要，生产厂家在生产某种运算放大器时常常说明这种运放的主要用途，例如高精度运放、低噪声运放、高压运放等等，于是就形成了运算放大器的分类。,下面介绍的运放涉及许多生产厂家，许多厂家为运放命名时都采用自己的标准，如第10章所介绍的，一般都用型号前1至2位

34、字母来表示该运放是属于哪个厂家生产，为便于识别，下表给出了国产运放及部分国外生产厂家（公司）运放的型号的标识符。,11.1 集成运算放大器概述-11.3 集成运放分类,注意集成电路许多特性参数与温度有关，在中所给出的数据是25时测量的数据。,部分生产厂家运放型号前两位标识符,11.3.1 通用运算放大器,11.1 集成运算放大器概述-11.3 集成运放分类,通用型运放的主要特性指标大致在以下范围内：开环增益A0d 65100dB差模输入电阻rid 0.12M输入失调电压Ui0 13mV输入失调电流Ii0 550nA输入偏置电流IB 10200nA共模抑制比KCMR 7090dB单位增益带宽fc

35、 0.52MHz功耗W 80120mW,各方面特性指标都比较一般的运放，可用于要求不太高的各种场合，这类运放归入通用运放。属于这类运放的大多为运算放大器的较早期产品。,11.3.1 通用运算放大器,11.1 集成运算放大器概述-11.3 集成运放分类,通用型运放的主要特性指标大致在以下范围内：开环增益A0d 65100dB；差模输入电阻rid 0.12M输入失调电压Ui0 13mV；输入失调电流Ii0 550nA输入偏置电流IB 10200nA；共模抑制比KCMR 7090dB单位增益带宽fc 0.52MHz；功耗W 80120mW,常见的通用运放型号及主要性能参数如下表所示：,11.3.2

36、高精度运算放大器,11.1 集成运算放大器概述-11.3 集成运放分类,等效输入噪声电压通用型 1020V 高精度型 0.35V以下,与通用运算放大器相比，高精度运算放大器的特点是输入噪声低、输入失调电压低、输入失调电压温漂低、差模增益高。,开环放大倍数 通用型 10万倍以下 高精度型 50万倍以上，F5027A甚至高达180万倍。,输入失调电压 通用型 13mV 高精度型 0.7V几十V,11.3.2 高精度运算放大器,11.1 集成运算放大器概述-11.3 集成运放分类,部分常见高精度运算放大器型号及主要特性参数,11.3.3 高输入电阻运算放大器,11.1 集成运算放大器概述-11.3

37、集成运放分类,差模输入电阻通用型 0.12M高精度型 1012或更高,高输入电阻运算放大器简称高阻运放，与通用型运放相比较，其特点是具有极高的差模输入电阻，极低的输入偏置电流。相应地，其输入失调电流也较低。,偏置电流 通用型 10200nA 高精度型 50pA以下,输入失调电流 通用型 550nA 高精度型 25pA以下,11.3.2 高输入电阻运算放大器,11.1 集成运算放大器概述-11.3 集成运放分类,部分常见高输入电阻运算放大器型号及主要特性参数,11.3.4 宽带运算放大器,11.1 集成运算放大器概述-11.3 集成运放分类,宽带运放的特点是单位增益带宽和闭环带宽都比通用型的更宽

38、，同时，高频情况下运放的输入阻抗还包括容抗，因此运放的输入电容也成为运放输入特性的一个重要指标。,11.3.2 高输入电阻运算放大器,11.1 集成运算放大器概述-11.3 集成运放分类,OPA4650为例，闭环放大倍数Af=2时，带宽为120 MHz，幅频特性如下图所示,11.3.2 高输入电阻运算放大器,11.1 集成运算放大器概述-11.3 集成运放分类,OPA4650为例，闭环放大倍数Af=5时，带宽等于35 MHz，幅频特性如下图所示,11.3.2 高输入电阻运算放大器,11.1 集成运算放大器概述-11.3 集成运放分类,OPA4650为例，闭环放大倍数Af=10时，带宽等于16

39、MHz，幅频特性如下图所示。,11.3.5 高压运算放大器,11.1 集成运算放大器概述-11.3 集成运放分类,高压运算放大器具有高的工作电压、高的输出电压和高的共模电压，下表列出了部分常用的高压运算放大器的特性指标。,XFC60的工作电压可以达到30V，输出电压峰-峰值可以达到26V；XFC87C的工作电压可以达到45V，输出电压峰-峰值可以达到38V。,11.3.6 高速运算放大器,11.1 集成运算放大器概述-11.3 集成运放分类,高速运放的特点是宽带、高转换速率。运放转换速率SR的定义是：在闭环条件下，将一个大信号（含阶跃信号）输入到运放的输入端，从运放的输出端测得运放的输出上升速率。,由于在转换期间，运放的输入级处于开关状态，所以运放的反馈回路不起作用，也就是转换速率与闭环增益无关。转换速率对于大信号处理是一个很重要的指标，对于一般运放，其转换速率SR小于或等于10V/s，高速运放的转换速率SR大于10V/s。,11.3.7 低功耗运算放大器,11.1 集成运算放大器概述-11.3 集成运放分类,低功耗型运放具有静态功耗低、工作电源电压低等优点。通用型运放的功耗在80120mW之间，低功耗运放的静态功耗要比此低得多。,通用型运放的功耗在80120mW之间，CF3078M的静态功耗为240微瓦。,第11章讲授到此结束 谢谢大家！,