1、課題項(xiàng)目:放大器 任務(wù)：集成運(yùn)算放大器課程名稱模擬電子電子技術(shù)授課類型新授班級12應(yīng)用電子班日期2013.5.28課時(shí)6教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)：掌握集成運(yùn)算放大器的基礎(chǔ)知識，電路分析，了解其參數(shù)能力目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的理解能力，分析能力，動(dòng)手能力情感目標(biāo)：會用分析運(yùn)算電路教學(xué)重點(diǎn)反相比例與正向比例放大器教學(xué)難點(diǎn)反相比例與正向比例放大器教學(xué)方法講述法；演示法；案例教學(xué)法課前準(zhǔn)備1.相關(guān)項(xiàng)目模塊2.參考教材3.教案教學(xué)后記及改進(jìn)措施課 堂 教 學(xué) 安 排一集成電器的分類1.按照功能分2.按照集成度分3.按照器件分二.集成運(yùn)算放大器的基本知識1.認(rèn)識集成運(yùn)算放大器2.集成運(yùn)算放大器的組成集成運(yùn)算放大器是模擬電

2、子技術(shù)中最重要的器件之一，雖然不同的運(yùn)放有著不同的功能和結(jié)構(gòu)，但是其基本結(jié)構(gòu)具有共同之處。集成運(yùn)放內(nèi)部電路一般由四個(gè)部分組成，如圖3.2.8所示。 （1) 輸入級輸入級是提高運(yùn)算放大器質(zhì)量的關(guān)鍵部分, 要求其輸入電阻高, 為了能減小零點(diǎn)漂移和抑制共模干擾信號, 輸入級都采用具有恒流源的差動(dòng)放大電路, 也稱差動(dòng)輸入級。（2) 中間級中間級的主要作用是提供足夠大的電壓放大倍數(shù), 故而也稱電壓放大級。 要求中間級本身具有較高的電壓增益。 （3) 輸出級輸出級的主要作用是輸出足夠的電流以滿足負(fù)載的需要, 同時(shí)還需要有較低的輸出電阻和較高的輸入電阻, 以起到將放大級和負(fù)載隔離的作用。（4) 偏置電路偏置

3、電路的作用是為各級提供合適的工作電流, 一般由各種恒流源電路組成。3.集成運(yùn)算放大器符號集成運(yùn)放的電路符號如常見的集成運(yùn)放有兩種封裝形式：金屬圓殼式封裝及塑料雙列直插式封裝，其外形如圖3.2.11所示。金屬殼封裝有8、10、12管腳等種類，雙列直插式有8、l4、16管腳等種類。金屬封裝器件是以管鍵為辨認(rèn)標(biāo)志。管腳朝向自己，管腳右方第一根引線為管腳1，然后逆時(shí)針圍繞器件，依次數(shù)出其余引腳。雙列直插式器件，是以缺口作為辨認(rèn)標(biāo)志（有的產(chǎn)品是以商標(biāo)方向來標(biāo)記的）。由器件頂上向下看，標(biāo)記朝向自己，缺口標(biāo)記的左下角第一根引線為引腳1，然后逆時(shí)針圍繞器件，可依次數(shù)出其余引腳。三.集成運(yùn)算放大器的參數(shù)特點(diǎn)1.

4、集成運(yùn)算放大器參數(shù) 為了表征集成運(yùn)放的性能，合理選擇和正確使用集成運(yùn)放，下面介紹集成運(yùn)放的主要參數(shù)。 1.開環(huán)差模電壓放大倍數(shù) 集成運(yùn)放在開環(huán)(無反饋)狀態(tài)，并工作在線性區(qū)時(shí)差摸電壓增益，用分貝表示為20lg。集成運(yùn)放的開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)較大，性能較好的集成運(yùn)放的可達(dá)140dB以上。 2.輸入失調(diào)電壓 一個(gè)理想運(yùn)放，當(dāng)輸入電壓為零時(shí)，輸出電壓必為零。但實(shí)際運(yùn)放的差分輸入級很難做到完全對稱，當(dāng)輸入電壓為零時(shí)，輸出電壓不為零。為了使輸出電壓等于零，需要在輸入端加一個(gè)補(bǔ)償電壓，此電壓即為輸入失調(diào)電壓。一般為幾毫伏，顯然此值越小越好。3.輸人失調(diào)電流 是指當(dāng)輸出電壓為零時(shí)，流入運(yùn)放兩個(gè)輸入端的靜態(tài)基

5、極電流之差，即。一般在0.10.01mA范圍內(nèi)，此值越小越好。4.最大差模輸入電壓是指運(yùn)放同相輸入端和反相輸入端之間所能加的最大電壓。當(dāng)輸入電壓大于此值時(shí)，輸入級晶體管將出現(xiàn)反向擊穿而損壞。5.最大共模輸入電壓 是指運(yùn)放在線性工作范圍內(nèi)所能承受的最大共模輸入電壓。如果共模輸入電壓超過此值，集成運(yùn)放將不能正常工作。6.差模輸入電阻 是指集成運(yùn)放的兩個(gè)輸入端之間的交流輸入電阻，集成運(yùn)放的很大，一般為幾兆歐。7.輸出電阻運(yùn)算放大器在開環(huán)工作時(shí)，在輸出端對地之間看進(jìn)去的等效電阻即為輸出電阻。運(yùn)算放大器的輸出電阻一般較小。8.共模抑制比它的定義在前面已給出，用dB表示，即為2. 理想集成運(yùn)放的主要性能指

6、標(biāo)把具有理想?yún)?shù)的集成運(yùn)放叫做理想集成運(yùn)放，其主要性能指標(biāo)有：(1)開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)；（2）輸入電阻；（3）輸出電阻0；（4）共模抑制比盡管理想運(yùn)放并不存在，但由于集成運(yùn)放的技術(shù)指標(biāo)都比較接近理想值，在具體分析時(shí)將其理想化是允許的，這種分析所帶來的誤差一般比較小，可以忽略不計(jì)。四集成運(yùn)算放大器輸入輸出關(guān)系曲線集成運(yùn)放的傳輸特性（1）傳輸特性集成運(yùn)放的傳輸特性如圖3.2.12所示。圖中段為集成運(yùn)放的線性區(qū)，和為集成運(yùn)放的非線性區(qū)（飽和區(qū)）。輸入信號的絕對值較小時(shí)，運(yùn)放工作在在線性區(qū)，輸出信號與輸入信號成正比；當(dāng)輸入信號的絕對值大于某一數(shù)值時(shí)，運(yùn)放工作在飽和狀態(tài)，輸出值為正負(fù)限幅值或。（2）工

7、作在線性區(qū)的集成運(yùn)放集成運(yùn)放工作在線性區(qū)的必要條件是引入深度負(fù)反饋（反相輸入端和輸出端有通路）。理想運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)有兩個(gè)重要特點(diǎn)：五集成運(yùn)算的分析基礎(chǔ)理想運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)有兩個(gè)重要特點(diǎn)：1）由于理想運(yùn)放，則，由得。由于兩個(gè)輸入端的電位相同（電壓為零），所以稱為虛假短路，簡稱“虛短”。2）由于理想集成運(yùn)放的輸入電阻，故可認(rèn)為兩個(gè)輸入端不取電流，即，流入集成運(yùn)放同相端和反相端的電流幾乎為零,所以稱為虛假斷路,簡稱“虛斷”。另外由于理想運(yùn)放的輸出電阻0，帶負(fù)載的能力很強(qiáng)，輸出電壓不受負(fù)載或后級運(yùn)放的輸入電阻的影響。六集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用分析1.反相比例運(yùn)算電路圖3.2.13所示電路是反向比例運(yùn)

8、算電路。輸入信號從反相輸入端輸入，同相輸入端通過電阻接地。根據(jù)“虛短”和“虛斷”的特點(diǎn)，即，可得，故。=，與的大小比例關(guān)系，式中的負(fù)號表示輸出電壓與輸入電壓的相位相反，電路的電壓放大倍數(shù)圖中運(yùn)放同相輸入端的電阻，稱為平衡電阻。參數(shù)選擇應(yīng)使兩輸入端外接直流通路等效電阻平衡，即。2）同相比例運(yùn)算電路如果輸入信號從同相輸入端輸入，反相輸入端通過電阻接地，并通過電阻和輸出端連接（引入負(fù)反饋），如圖3.2.14所示，稱為同相比例運(yùn)算電路。 由圖3.2.14可知，=，因所以， 所以 ，與的大小成比例關(guān)系，輸出電壓與輸入電壓相位相同，電路的電壓放大倍數(shù)為 若=或=0，則=，電壓起電壓跟隨作用，故稱為電壓跟隨器2.加減運(yùn)算電路（1）加法運(yùn)算電路是對兩個(gè)輸入信號求和電路。輸入信號由反相輸入端輸入，同相輸入端通過電阻接地，。利用“虛短”和“虛斷”的概念，電路可得即 由此得出 若，則，實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)輸入信號的反相相加。（2）減法運(yùn)算電路 實(shí)現(xiàn)減法運(yùn)算的電路如圖3.2.17(a)所示。兩個(gè)輸入信號分別加在運(yùn)放電路的反相輸入端和同相輸入端。這種電路又稱為“差分運(yùn)算電路”。可利用疊加定理來求減法電路的輸入輸出關(guān)系。