《常用电子器件原理及典型应用 教学课件 ppt 作者 汪西川 第4篇 集成电路》由会员分享，可在线阅读，更多相关《常用电子器件原理及典型应用 教学课件 ppt 作者 汪西川 第4篇 集成电路（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 4 篇 集成电路 第 13 章 集成运算放大器 第 14 章 集成时基电路（555）,4-1,第13章 集成运算放大器 13.1 集成运放的基础知识 一、集成运放的结构及原理 集成运放的内部结构,4-2,差分放大 偏置电路 中间放大 功率放大及过流保护 集成运放F006的内部电路图 国标符号（新） 可选符号（旧） 集成运算放大器的符号,4-3,二、集成运放的主要参数： 1. 开环电压增益 AVd、开环带宽 fH（3dB）和单位增益带宽 fT（0dB） 2. 最大差模输入电压 Vidmax（非线性）、共模抑制比 KCMR（即AVd/AVc）及最大共模输入电压 Vicmax 3. 输入偏置电流
2、 IIB（均值）、输入失调电流 II0（差值）、输入失调电压 VI0 及温漂 4. 开环输入电阻 Rid 、开环输出电阻 Rod 及 静态功耗Pc 5. 输出峰峰电压 VOPP（不失真）、最大输出电流 IOM（VOPP时）及转换速率 SR（0dB）,4-4,开环放大与闭环放大 集成运放的输入偏置电路 为保证运算精度，希望 IiIf ，即希望 IIB 尽可能小。因此，对 IIB 较大的器件，在设计电路时，应在保证足够的输入电阻的前提下，适当减小 Ri、Rf 的阻值，以增大Ii和 If ，削弱 IIB的影响。而为消除 IIB 在运放输入端电阻上造成的附加失调误差，设计时应保证两输入端对地的等效电阻
3、对称，即 RB Ri/Rf 。若信号源内阻 RS 较大，则应有 RB(RiRS)/Rf 。,4-5,三、集成运放的分类及选用 1. 按性能指标分类 （1）通用型 （2）高速型 （3）宽带型 （4）低漂移型 （5）高精度型 （6）高阻型 （7）低功耗型 （8）高压大功率型 也可按其他方式分类。比如按供电方式、集成度、制造工艺、工作原理等分类。,4-6,2. 集成运放的选择 （1）信号源的性质 （2）负载的性质 （3）精度要求 （4）环境条件 （5）运放的综合性能 优值系数：KSR/(IIBVI0),4-7,四、集成运放的使用要点 1.集成运放的供电 （1）对称双电源供电 （2）单电源供电 单电源
4、供电方式举例 2集成运放的调零 开外接元件调零 外加补偿电压调零,4-8,3集成运放的消振 补偿端补偿 输入端补偿 反馈补偿及电源端补偿 集成运放的消振电路 4集成运放的保护 电源反接保护 电压过冲保护 集成运放的电源保护,4-9,差模电压限制 共模电压限制 集成运放的输入保护 输出端限压 反馈限压 集成运放的输出保护,4-10,五、集成运放的应用基础 1. 理想运放 理想运放符号 理想的集成运放（简称理想运放）具有如下特性： 开环电压增益Avd。共模抑制比KCMR。 输入电阻Rid。输出电阻Rod0。 输入偏置电流IB1IB20 失调电压VIO 、失调电流IIO 、失调电压温漂dVI0/dT
5、、失调电流温漂dII0/dT均为零。 开环带宽 fH。 无内部干扰和噪声。（或等效输入噪声0。）,4-11,2. 虚短和虚断 理想运放工作在线性放大状态时，输出电压为VOAvd（VV），因为Avd，而VO总是有限值，所以VidVVVO/Avd0 ，或VV。此即虚短概念。 由于输入电阻Rid，故其输入电流 IIVid/Rid0。此即虚断概念。 3. 负反馈放大 反馈放大器组成框图,4-12,13.2 集成运放的基本应用 一、集成运放的线性应用 1.基本放大电路 （1）反相放大 反相放大器 T型反馈反相放大器 主要特点：共模影响小，但输入电阻低。,4-13,（2）同相放大 同相放大器 电压跟随器
6、主要特点：输入电阻大，但有共模干扰。,4-14,（3）差分放大 差分放大器 典型的仪用放大器 当满足 R1R2 ，RfR3 时，可得： 主要特点：输入电阻大，但有共模干扰。,4-15,2.求和运算 反相求和电路 同相求和电路 当满足 R1R2 Rf 时，可得：,4-16,3. 积分运算与微分运算 （1）积分运算 基本积分电路 实用积分电路 积分电路只能用于交流信号输入，它是一种低通滤波器。,4-17,（2）微分运算 基本微分电路 实用微分电路 微分电路只适用于交流信号输入，它是一种高通滤波器。,4-18,二、集成运放的非线性应用 1. 比较电路 （1）基本比较器 基本比较器 （2）迟滞比较器
7、迟滞比较器,4-19,2. 有源滤波 （1）低通滤波器 有源低通滤波器及其频率响应特性 （2）高通滤波器 有源高通滤波器及其频率响应特性 其中，,4-20,3. 振荡电路 文氏电桥正弦振荡电路 张弛振荡电路,4-21,三、集成运放实用电路举例 线性刻度欧姆表 VO(R2/R1)VI 温度传感器,4-22,双限温控器 选择“制冷”还是“加热”，取决于环境温度，环境热则选制冷，环境冷则选加热。,4-23,三分频有源滤波器,4-24,第14章 集成时基电路（555） 14.1 集成时基电路555的基础知识 一、时基电路555的组成及原理 时基电路 555的引脚,4-25,分压器 比较器 R-S触发器
8、 输出级 双极型555电路的典型结构 时基电路CA555的真值表,4-26,时基电路 CA555 的电路原理图,4-27,CMOS型 555电路的功能结构 CMOS型555电路的整体结构与双极型555电路基本相同，但稍有区别。比如，三个分压电阻均为100k，而非5k，以适应CMOS电路高输入阻抗的需要。其R-S触发器的电路组成与双极型电路也有所不同。 CMOS型555与双极型555电路的特性参数有些差异。比如， CMOS型的输入阻抗很高（可达1010），静态功耗很小，但负载电流及放电电流也较小等。,4-28,二、时基电路555的主要参数： （1）电源电压和静态电流 （2）阈值电压和阈值电流 （
9、3）触发电压和触发电流 （4）复位电压和复位电流 （5）负载电流 （6）放电电流 （7）最高工作频率 （8）定时精度,4-29,三、时基电路555的使用注意事项： 1负载的接法 负载接在555的VO和电源地之间，最常用。 负载接在555的Vo与电源正端之间，VO为低时。 2负载能力的扩大 要想扩大驱动能力，可在555电路输出端加一级 驱动放大器。 3性能比较与类型选用 负载轻、电源电压低及要求功耗低和定时长的场 合，应选用CMOS型。 负载较重的场合，应选用双极型。 4. 特殊型号和特殊封装,4-30,14.2 集成时基电路555的基本应用 一、有稳型电路 1.开关触发型单稳态电路 开关触发型
10、单稳态电路及其波形 Td 的推导： RC dVCdtVCVCC VCVCC（1e -tRC） Td RC ln3 1.1 RC,4-31,2. 脉冲触发型单稳态电路 脉冲触发型单稳态电路及其波形 3. R-S触发器型双稳态电路 双端输入型双稳态电路及其波形,4-32,4. 斯密特触发器型双稳态电路 基本斯密特触发器及其波形 可调阈值型斯密特触发器及其波形,4-33,二、无稳型电路 1. 直接反馈型振荡电路 直接反馈型振荡电路及其波形（不用放电管） 直接反馈型振荡电路及其波形图（用放电管）,4-34,2. 间接反馈型振荡电路 矩形波电路 方波电路 间接反馈型振荡电路（固定占空比） 3. 无稳型压控振荡器 无稳型压控振荡器（可调阈值型） 无稳型压控振荡器（可调电阻型）,4-35,三、555实用电路举例 1. 单稳应用 电扇温控电路 可调延时开机电路,4-36,2. 双稳应用 上下限温控器 电源负载过流保护电路,4-37,3. 振荡应用 正负电源变换电路 4. 综合应用 高灵敏声控报警器电路,4-38,
