集成运算放大器

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集成运放介绍

集成运放的常见封装外形有双列直插式和圆壳式等,集成运放的内部电路组成如图所示,包括输入级、中间级、输出级和偏置电路等部分。

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基本差分放大电路

差分放大电路由于它在解决零点漂移方面有突出的优点,因而成为集成运放的主要单元。

基本差分放大电路是由两个完全对称的单管放大器组成的。图中两个三极管的特性及左右相对应的电阻参数完全一致。

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零点漂移与抑制

所谓的零点漂移是指将直流放大器输入端对地短路,使之处于静态状态时,在输出仍然会出现不规则变化的电压。

造成零漂的原因是电源电压的波动和三极管参数随温度的变化,其中温度变化是产生零漂的最主要原因。

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差模输入

输入信号vI被Rl、R2分压为大小相等、极性相反的一对输入信号分别输入到两管的基极,称为差模信号。

差分放大器的差模放大倍数为

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上式表明:基本差分放大器的AVD和单个管放大电路的放大倍数AV是相等的,用多一倍的元件的代价换来了对零点漂移的抑制能力。

共模输入

在两个输入端加上一对大小相等、极性相同的信号vI1= vI2=vI,称为共模信号,这种输入方式称为共模输入。

对于完全对称的差分放大器,输出电压vO=vO1-vO2=0,共模电压放大倍数为:

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共模放大倍数AVC愈小,则表明抑制零漂能力愈强。

差分放大器常用共模抑制比KCMR来衡量放大器对有用信号的放大能力及对无用漂移信号的抑制能力,其定义是:

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集成运放的主要参数

(1)开环电压放大倍数AVD

指集成运放无外加反馈回路时,输出信号电压与输入差模电压之比,它体现运放器件的放大能力,一般在103~107之间。

(2)差模输入电阻rid

是指集成运放的两个输入端之间的交流电阻,一般在几十千欧至几十兆欧范围,rid大的集成运放性能好。

(3)开环输出电阻rod

指集成运放无外加反馈回路时的输出电阻。

(4)共模抑制比KCMR

用来综合衡量集成运放的放大和抗零漂、抗共模干扰的能力。

(5)输入失调电压VIO

在输入信号为零时,为使输出电压也为零,在输入端所加的补偿电压值。它反映差分放大部分参数的不对称程度,VIO越小越好,一般为毫伏级。

(6)输出峰一峰电压VOPP

指放大器在空载情况下,最大不失真输出电压的峰一峰值。

(7)静态功耗PD

集成运放在输入端短路、输出端开路时所消耗的功率。

(8)开环带宽BW

与放大器的幅频特性的频带宽度相类似,指下限频率与上限频率之间的频率范围,一般在几千赫至几百千赫。

集成运放的理想特性

当运放参数具有以下特征时,称为理想运放。

1.开环差模放大倍数趋于无穷大。

2.两输入端之间的输入电阻趋于无穷大。

3.输出电阻为零。

4.共模抑制比趋于无穷大。

5.漂移为零。

实际上并不存在理想的运放,目前实际运放的性能已越来越接近理想运放。

虚短:两输入端电位相等,即ui+=ui-

虚断:净输入端电流等于零,即ii=0

集成运放的使用常识

集成运放调零的作用是保证运放实现零输入时零输出。当选用的运放有调零端,应查阅集成电路手册,按接线图正确接上调零电位器进行调零。

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工控最后更新:2020-5-20
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  • 本文由 发表于 2019年7月16日 22:49:22
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