第三章集成运算放大电路
第一节集成运算放大电路基础知识 第二节放大电路中的反馈 第三节集成放大器的应用
第一节集成运算放大电路基础知识
一、集成放大器概述
传统的放大电路由分立元件构成，就是由各种单个元件连接 起来的电子电路，这种由分立元件构成的电路称为分立电路。集 成电路是相对于分立电路而言，就是把整个电路的各个元件以及 相互之间的连接同时制造在一块半导体芯片上，组成一个不可分 割的整体。
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2.集成放大器的分类 (1)通用型 (2)低功耗型 (3)高精度型 (4)高阻型 图3 -2所示为集成电路的几种封装形式。
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二、集成放大器的电路组成、符号及参数
1.集成放大器的组成 集成运放是一种高电压放大倍数(通常大于104)的多级直接藕
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第二节放大电路中的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ馈
一、反馈的基本概念
1.反馈的概念 将放大电路输出信号(电压或电流)的一部分或全部，通过某
种电路(称为反馈电路)送回到输入回路，从而影响输入信号的过程 称为反馈。反馈到输入回路的信号称为反馈信号。
如图3 -7所示为负反馈放大电路的原理框图。
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第二节放大电路中的反馈
合放大器，内部电路通常由输入级、中间级、输出级和偏置电路 四个部分组成，如图3 -3所示。 2.集成运算放大器的电路符号
图3 -4所示为集成运算放大器的电路符号。
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3.集成放大器的主要参数 (1)最大输出电压UOPP 能使输出电压和输入电压保持不失真关系的最大输出电压称 为运算放大器的最大输出电压。 (2)开环电压放大倍数Auo 在没有外接反馈电路时所测出的差模电压放大倍数，称为开 环电压放大倍数。 (3)输入失调电压Uio 理想的集成运放，当输入电压ui2 = ui1时，输出电压uio = 0， 但在实际的运放由于制作工艺问题使得在输出uo = 0时，其输入端 却要加一个补偿电压，称为输入失调电压Uio, Uio一般在几个毫伏 级，显然越小越好。
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(4)输入失调电流Iio 输入失调电流是指输入信号为零时，两个输入端静态基极电
流之差。 (5)输入偏置电流IB
输入信号为零时，两个输入端静态基极电流的平均值，称为 输入偏置电流。 (6)最大共模输入电压UICM
集成运放对共模信号具有抑制的性能，但这个性能是在规定 的共模电压范围内才具备。如果超出这个电压，运算放大器的共 模抑制性就大为下降，甚至损坏器件。
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2.理想集成运放的分析方法 理想运放的电路符号如图3-6 ( a )所示，图中的∞表示开环电
压放大倍数为无穷大的理想化条件。图3-6 ( b)所示为集成运放的 电压传输特性，它描述了输出电压与输入电压之间的关系。该传 输特性分为线性区和非线性区(饱和区)。当运放工作在线性区时， 输出电压和输入电压是一种线性关系，即
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这时集成运放是一个线性放大元件。但由于集成运放的开环 电压放大倍数极高，只有输入电压ui=u+-u-极小(近似为零)时，输 出电压uo与输入电压ui之间才具有线性关系。当ui稍大一点时，运 放便进入非线性区，运放工作在非线性区时，输出电压为正或负 饱和电压，与输入电压ui=u+-u-的大小无关，即可近似认为
2.反馈的分类及判别方法 (1)正反馈与负反馈
在反馈放大电路中，由于是将输出量通过反馈网络引回到输 入回路来影响输入量，这必然会使电路的放大倍数受到影响。其 影响有两种可能:一种是反馈量xf与输入量xi比较的结果，使净输入 量xd增大，导致放大倍数提高，此为正反馈;另一种是反馈量xf与 输入量xi比较的结果使净输入量xd减少，导致放大倍数降低，此为 负反馈。正反馈和负反馈也叫反馈的极性。可见，放大电路中引 入不同极性的反馈，对电路的影响截然不同。正反馈能使放大倍 数提高，但正反馈过强时，将引起电路产生自激振荡，破坏了放 大电路性能，因此，放大电路中很少采用正反馈，一般多用于振 荡电路之中。负反馈虽然使放大倍数降低，但却以此为代价换得 放大电路性能的改善，因此，被广泛地采用。
图3 -1所示是半导体硅片集成电路放大了的剖面结构示意图。 它把小硅片电路及其引线封装在金属或塑料外壳内，只露出外引 线。
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第一节集成运算放大电路基础知识
1.集成放大器的特点 (1)在集成电路工艺中难于制造电感元件 (2)运算放大器的输入级都采用差动放大电路，它要求两管的性能应 该相同。 (3)在集成电路中，比较合适的阻值大致为10Ω~30 k Ω。 (4)集成电路中的二极管都采用晶体管构成，把发射极、基极、集电 极三者适当组配使用。
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三、理想集成放大器
1.集成放大器的理想特性 (1)开环差模电压放大倍数趋近于无穷大，即Auo→∞ (2)差模输入电阻趋近于无穷大，即rid →∞ (3)输出电阻趋近于零，即ro→∞ (4)共模抑制比趋近于无穷大，即KCMRR →∞ (5)输入失调电压Uio、输入失调电流Iio及它们的漂移均为零
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第一节集成运算放大电路基础知识
为了使运放能在线性区稳定工作，通常把外部元器件如电阻、 电容等跨接在运放的输出端与反相输入端之间构成闭环工作状态， 即引入深度电压负反馈，以限制其电压放大倍数。工作在线性区 的理想运放，利用上述理想参数可以得出以下两条重要结论: (1)因rid有i+≈i - ≈ 0，即理想运放两个输入端的输入电流近似为零由 于两个输入端并非开路而电流为零，故称为“虚断”。 (2)因Auo →∞ ，故有u+ ≈ u- ，即理想运放两个输入端的电位近似相 等由于两个输入端电位相等，但又不是短路，故称为“虚短”。 如果信号从反相输入端输入，而同相输入端接地，根据u+ ≈ u-可得 出:反相输入端的电位接近于“地”电位，但并不真的接地，即电 流不能流入“地”，通常称为“虚地”。