电子技术基础(三)__第3章集成运算放大器及其应用

集成电路按功能分为模拟集成电路和数字集成电路。模拟集成电路的种类很多，包括集成运算放大器、集成稳压器、集成功率放大器、集成模拟乘法器以及各种专用集成电路。它是用来产生、放大、处理各种模拟信号的集成电路。

一. 在各种模拟集成电路中，集成运算放大器是应用最为广泛的器件。集成运算放大器简称“集成运放”。

集成运放按其指标、特点和应用范围，可分为通用型和专用型两大类。通用型又分为低增益(I型)、中增益(II型)、高增益(III型)等几种。

专用型也有高阻抗、高速、高压、低功耗、大功率、低漂移之分。

二. 集成运放电路中的三极管主要是使用NPN型晶体管，它不但用作放大元件，而且还可以接成恒流源来代替大电阻。

2.1 通用型集成运算放大器的基本结构。其结构一般由以下四部分组成。

输入级
中间级
输出级
偏置电路

如图所示

2.2 运算放大器的电路符号如图3.1.4所示，它有两个输入端: "+" 号表示同相输入端，意思是集成运放的输出信号与该端所加信号相位相同：

"-"号表示反相输入端，意思是集成运放的输出信号与该端所加信号相位相反。输出端只有一个。图中三角形符号表示信号的传输方向， “ ∞ ”表示理想条件。

大多数集成运算放大器需要两个直流电源供电。

注意：三角形表示信号的传输方向

三. 集成运放的主要参数

（1）开环差模电压放大倍数

(2) 输入失调电压

(3) 输入失调电流

(4)最大差模输入电压

(5)最大共模输入电压

(6) 差模输入电阻

（7）输出电阻

（8）最大输出电压幅度

(9) 共模抑制比

在模拟电路中，出现三角形表示放大电路

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集成运放组成的基本运算电路

采用集成运放接入适当的负反馈电路就可构成各种运算电路，主要有比例运算、加法运算、差动运算（减法运算）和积分、微分运算等。

1 . 反相比例运算

输入信号ui通过电阻R1加到集成运放的反相输入端，而输出信号通过电阻Rf也回送到反相输入端，Rf为反馈电阻，构成深度电压并联负反馈。同相端通过电阻R2接地， R2称为直接平衡电阻，其作用是使集成运放两输入端的对地直流电阻相等，从而避免运放输入偏置电流在两输入端之间产生附加的差模输入电压，故要求R2=R1//Rf ，

注： // 表示两个电阻并联的简化的写法，R1//Rf 等价于R1 * Rf /(R1+Rf)

上式这里可以这样写 R2 = R1*Rf/(R1+Rf)

根据运放输入端"虚断" 可得i+ = 0，故u+ =0,根据运放两输入端"虚短" 可得u_ = u+ =0, 因此由图3.2.1可得：

2. 同相比例运算

可以看到，反相有一个接地，同相没有接地。

理想运放简称为IDEAL OPAMP

理想运放应具有以下条件：

（1）开环电压放大倍数

(2) 差模输入电阻

(3)输出电阻

（4）共模抑制比

（5）带宽, BW 指BandWidth

(6) 失调及漂移均趋于零

理想运放识记口诀：只有输出电阻和失调及漂移趋于0，其他4项都趋于无穷大。