《集成运放的性能指标及低频等效电路》由会员分享，可在线阅读，更多相关《集成运放的性能指标及低频等效电路（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、主要内容主要内容 重点重点 难点难点 BUPT EE 2012 1退出开始 7 2 集成运放的性能指标及集成运放的性能指标及 低频等效电路低频等效电路 第七章第七章 集成运算放大电路集成运算放大电路 退出 一一 开环差模增益开环差模增益 od A odOPN Auuu 二二 共模抑制比共模抑制比 CMRodoc KAA 分贝表示分贝表示20lg CMR K 7 2 1 集成运放的主要性能指标集成运放的主要性能指标 分贝表示分贝表示 20lg od A 通用型集成运放的通用型集成运放的通常在通常在左右左右 即即100dB100dB左右左右 od A 5 10 理想运放的共模抑制比为无穷大理想运放
2、的共模抑制比为无穷大 集成运放无外加反馈时的差模放大倍数集成运放无外加反馈时的差模放大倍数 CMR K 集成运放开环时集成运放开环时 差模放大倍数与共模放大倍数之比差模放大倍数与共模放大倍数之比 的绝对值的绝对值 反映了集成运放对共模信号的抑制能力反映了集成运放对共模信号的抑制能力 其值越大越好其值越大越好 退出 三三 差模输入电阻差模输入电阻 id r 理想运放的理想运放的为无穷大为无穷大 id r 7 2 1 集成运放的主要性能指标集成运放的主要性能指标 集成运放在开环时对输入差模信号的输入电阻集成运放在开环时对输入差模信号的输入电阻 愈大越好愈大越好 差模差模输入输入电阻大电阻大 则从信
3、号源索取的则从信号源索取的电压越大电压越大 电流愈小电流愈小 四四 输入失调电压输入失调电压及其温漂及其温漂 IO U IO dUdT I O u IO od u U A 0 运放工作在线性区 IO dUdT是衡量运放温漂的重要参数是衡量运放温漂的重要参数 其值愈小其值愈小 表明运表明运 放的温漂愈小放的温漂愈小 O u IO U 集成运放的输入级电路参数不可能绝对对称集成运放的输入级电路参数不可能绝对对称 即当输入电即当输入电 压为零时压为零时 并不为零并不为零 因此在集成运放的两个输入端外因此在集成运放的两个输入端外 加补偿电压加补偿电压 使运放输出电压为零使运放输出电压为零 越小越小 表
4、明电表明电 路参数对称性愈好路参数对称性愈好 IO U 退出 五五 输入失调电流输入失调电流及其温漂及其温漂 IO I IO dIdT 六六 输入偏置电流输入偏置电流 IB I 2 1 B2B1IB III 在常温下输入信号为零时在常温下输入信号为零时 集成运放输入级两个差放管集成运放输入级两个差放管 的基极静态偏置电流之差的基极静态偏置电流之差 12IOBB III 反映输入级差放管输入电流的不对称程度反映输入级差放管输入电流的不对称程度 越小差放越小差放 管的对称性越好管的对称性越好 IO I 在常温下输入信号为零时在常温下输入信号为零时 集成运放输入级差放管的基集成运放输入级差放管的基
5、极极 栅极栅极 偏置电流的平均值偏置电流的平均值 反映集成运放输入电阻和输入失调电流大小反映集成运放输入电阻和输入失调电流大小 其值越小其值越小 信号源内阻对集成运放静态工作点的影响也越小信号源内阻对集成运放静态工作点的影响也越小 7 2 1 集成运放的主要性能指标集成运放的主要性能指标 退出 七七 最大共模输入电压最大共模输入电压 maxIc U 指指允许加在集成运放两个输入端的最大电压允许加在集成运放两个输入端的最大电压 共模输入电共模输入电 压高于此值压高于此值 集成运放的共模抑制比将明显下降集成运放的共模抑制比将明显下降 八八 最大差模输入电压最大差模输入电压 maxId U 7 2
6、1 集成运放的主要性能指标集成运放的主要性能指标 maxId U 当集成运放所加差模信号大到一定程度时当集成运放所加差模信号大到一定程度时 输入级至少有输入级至少有 一个一个PN结承受反向电压结承受反向电压 是不至于使是不至于使PN结反向击穿结反向击穿 所允许的最大差模输入电压所允许的最大差模输入电压 当输入电压大于此值时当输入电压大于此值时 输输 入级将损坏入级将损坏 退出 7 2 1 集成运放的主要性能指标集成运放的主要性能指标 九九 开环开环 3dB带宽带宽 H f 电压放大倍数下降为最大值的电压放大倍数下降为最大值的0 707 倍所对应的截止频率倍所对应的截止频率 在集成运放中三极管在
7、集成运放中三极管 或场效应管或场效应管 的数目多的数目多 且制作在且制作在 一小片硅片上一小片硅片上 极间电容和分布式电容也较多极间电容和分布式电容也较多 当信号频当信号频 率升高时率升高时 这些电容的容抗变小这些电容的容抗变小 不再是无穷大不再是无穷大 使信号使信号 受到损失受到损失 导致导致Aod下降并产生相移下降并产生相移 实际电路中实际电路中 闭环引闭环引 入负反馈时会展宽频带入负反馈时会展宽频带 十十 单位增益带宽单位增益带宽 c f 使使下降到零分贝下降到零分贝 即即 失去电压放大能力失去电压放大能力 时时 的信号频率的信号频率 1 od A od A 退出 十一十一 转换速率转换
8、速率SR max O d d t u SR 7 2 1 集成运放的主要性能指标集成运放的主要性能指标 集成运放在闭环工作状态下集成运放在闭环工作状态下 输入阶跃大信号时输入阶跃大信号时 输出输出 电压在单位时间变化量的最大值电压在单位时间变化量的最大值 SR表示集成运放对信号变化速度的适应能力表示集成运放对信号变化速度的适应能力 信号幅值信号幅值 愈大愈大 频率越高频率越高 要求集成运放的要求集成运放的SR也越大也越大 退出 在分立元件放大电路的交流通路中在分立元件放大电路的交流通路中 若若将将晶体管晶体管 场效场效 应管应管用其用其交流等效模型交流等效模型等效等效 则电路的分析与一般线性电路
9、则电路的分析与一般线性电路 完全相同完全相同 集成运放本身是一个较为复杂的直接耦合的多级放大电路集成运放本身是一个较为复杂的直接耦合的多级放大电路 在使用中可将它整体看成是一个等效模型在使用中可将它整体看成是一个等效模型 如果在集成运放应用电路中用运放的等效模型取代运放如果在集成运放应用电路中用运放的等效模型取代运放 那么电路的分析也将与线性电路完全相同那么电路的分析也将与线性电路完全相同 因此因此需需构造集成构造集成 运放的宏模型运放的宏模型 即在一定的精度范围内即在一定的精度范围内 构造一个等效电路构造一个等效电路 使之与运放的输入端口和输出端口的特性相同或相似使之与运放的输入端口和输出端
10、口的特性相同或相似 7 2 2集成运放的低频等效电路集成运放的低频等效电路 退出 若若仅研究对输入信号仅研究对输入信号 即差模信号即差模信号 的放大问题的放大问题 而不考虑失而不考虑失 调因素对电路的影响调因素对电路的影响 那么可用简化的集成运放低频等效那么可用简化的集成运放低频等效 电路电路 如图所示如图所示 从运放输入端看进去从运放输入端看进去 等效为一个电阻等效为一个电阻rid 从从运放运放输出端看进去输出端看进去 等效为一个电压等效为一个电压uI 即即uP uN 控制的控制的 电压源电压源AoduI 内阻为内阻为ro 7 2 2集成运放的低频等效电路集成运放的低频等效电路 odI A
11、u o r id r I u P u N u O u 退出 将集成运放理想化的条件将集成运放理想化的条件 开环电压放大倍数开环电压放大倍数 差模输入电阻差模输入电阻开环输出电阻开环输出电阻 o A id r 0 o r 实际运放实际运放 理想运放的电压传输特性理想运放的电压传输特性 O u OM U O PN uu OM U O u OM U O PN uu OM U 退出 id r 由于运放的差模输入电阻很大由于运放的差模输入电阻很大 流入运放输入端的电流就非流入运放输入端的电流就非 常小常小 远小于输入端外电路的电流远小于输入端外电路的电流 所以通常可把运放的两所以通常可把运放的两 输入端
12、近似开路输入端近似开路 即即从运放输入端看运放近似开路从运放输入端看运放近似开路 这一特这一特 性称为虚假开路性称为虚假开路 简称简称 虚断虚断 0 i i u ii r odI A u o r id r I u P u N u O u 理想集成运放理想集成运放 退出 od A 0 O IPN od u uuu A PN uu 因为理想运放的电压放大倍数很大因为理想运放的电压放大倍数很大 所以所以运算放大器同相运算放大器同相 输入端与反相输入端的电位十分接近相等输入端与反相输入端的电位十分接近相等 近似短路近似短路 这这 一特性称为虚假短路一特性称为虚假短路 简称简称 虚短虚短 显然不能将两输入显然不能将两输入 端真正短路端真正短路 odI A u o r id r I u P u N u O u 理想集成运放理想集成运放
