第三章集成運(yùn)算放大器第一節(jié)集成運(yùn)算放大器第二節(jié)基本運(yùn)算電路本章要求：1.理解集成運(yùn)算放大器的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)；2.了解基本運(yùn)算電路的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)；

在半導(dǎo)體制造工藝的基礎(chǔ)上，把整個(gè)電路中的元器件制作在一塊硅基片上，構(gòu)成特定功能的電子電路，稱(chēng)為集成電路(英文簡(jiǎn)稱(chēng)IC)。集成電路的體積很小，但性能卻很好。自1959年世界上第一塊集成電路問(wèn)世至今，只不過(guò)才經(jīng)歷了四十來(lái)年時(shí)間，但它已深入到工農(nóng)業(yè)、日常生活及科技領(lǐng)域的相當(dāng)多產(chǎn)品中。例如在導(dǎo)彈、衛(wèi)星、戰(zhàn)車(chē)、艦船、飛機(jī)等軍事裝備中；在數(shù)控機(jī)床、儀器儀表等工業(yè)設(shè)備中；在通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)中；在音響、電視、錄象、洗衣機(jī)、電冰箱、空調(diào)等家用電器中都采用了集成電路。集成電路的技術(shù)發(fā)展將直接促進(jìn)整機(jī)的小型化、高性能化、多功能化和高可靠性。毫不夸張地說(shuō)，集成電路是工業(yè)的“食糧”和“原油”。

集成運(yùn)算放大器簡(jiǎn)稱(chēng)運(yùn)放，是一種多端集成電路。集成運(yùn)放是一種價(jià)格低廉、用途廣泛的電子器件。早期，運(yùn)放主要用來(lái)完成模擬信號(hào)的求和、微分和積分等運(yùn)算，故稱(chēng)為運(yùn)算放大器?，F(xiàn)在，運(yùn)放的應(yīng)用已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)運(yùn)算的范圍。它在通信、控制和測(cè)量等設(shè)備中得到廣泛應(yīng)用。常見(jiàn)集成電路的封裝形式圓殼式雙列直插式扁平式單列直插式直插式單列扁平式第一節(jié) 集成運(yùn)算放大器

差分輸入級(jí)中間放大級(jí)輸出級(jí)ui+_u0

集成運(yùn)放的型號(hào)和種類(lèi)很多，內(nèi)部電路也各有差異，但它們的基本組成部分相同，如下圖所示：運(yùn)放的輸入級(jí)。利用差分電路的對(duì)稱(chēng)特性可提高整個(gè)電路的共模抑制比和電路性能。中間級(jí)的主要作用是提高電壓增益。一般由多級(jí)放大電路組成。輸出級(jí)常用電壓跟隨器或互補(bǔ)電壓跟隨器組成，以降低輸出電阻，提高帶負(fù)載能力。

集成運(yùn)放內(nèi)部主要有上述三個(gè)部分，其外部還常接有偏置電路，以便向各級(jí)提供合適的工作電流。

標(biāo)識(shí)為“-”和“+”符號(hào)的是反相輸入端和同相輸入端，它們對(duì)地電壓分別用u-和u+表示，輸出是uo。運(yùn)算放大器的開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)用Auo表示，箭頭代表信號(hào)從輸入向輸出流動(dòng)。+UCCuo

++?Auou+u––UEE–運(yùn)放的圖形符號(hào)圖示為常用μA741集成運(yùn)放芯片產(chǎn)品實(shí)物圖μA741集成運(yùn)放的8個(gè)管腳排列圖如下：μA74112438765調(diào)零端反相輸入端同相輸入端負(fù)電源端調(diào)零端輸出端正電源端空腳μA741集成運(yùn)算放大器反相輸入端μA741集成運(yùn)算放大器μA741集成運(yùn)放外部接線圖同相輸入端－12V＋12V輸出端子調(diào)零電位器調(diào)零電位器的可調(diào)端與管腳4相連∞＋－6513724＋它采用8腳雙列直插式（DIP）塑料封裝,內(nèi)部集成了一只高增益運(yùn)算放大器(1)開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)Avd

其數(shù)值很高，一般約為104~107。該值反映了輸出電壓U0與輸入電壓U＋和U－之間的關(guān)系。(2)差模輸入電阻Rid運(yùn)放的差動(dòng)輸入電阻很高，一般在幾十千歐至幾十兆歐。(3)閉環(huán)輸出電阻Ro

輸出電阻是指集成運(yùn)放開(kāi)環(huán)時(shí)，輸出端的對(duì)地電阻。一般為幾十歐至幾百歐之間。

共模抑制比是指集成運(yùn)放開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)預(yù)期共模電壓放大倍數(shù)的比值。(4)共模抑制比KCMR

集成運(yùn)放的主要技術(shù)指標(biāo)

第二節(jié)基本運(yùn)算電路

一、反相輸入式的運(yùn)算放大電路一個(gè)運(yùn)算放大器連接上外部元件，就得到一個(gè)運(yùn)算放大電路。就可對(duì)各種模擬信號(hào)進(jìn)行比例、加法、減法、積分、對(duì)數(shù)等運(yùn)算。負(fù)號(hào)說(shuō)明輸入輸出反相-++R1iuouRf1iifR2二、同相輸入式的運(yùn)算放大電路-++R1iuouRfifR2三、電壓跟隨器有uo=ui

uoui++––++–從同相放大器的電壓增益公式可知，當(dāng),Au=1

四、加法電路1.反相加法運(yùn)算電路i2i1ifui2uoRfui1Ri2Ri1++

–

R2+–若實(shí)現(xiàn)了反向求和運(yùn)算2．同相加法運(yùn)算電路uoRi2ui2Rfui1Ri1++

–

R1+–利用疊加定理

單獨(dú)作用時(shí)

ui2

單獨(dú)作用時(shí)，同理有最后得五、減法電路-++R1R2RfR31iu2iuIu+-1iPNou從電路圖上看出，它是反相輸入和同相輸入相結(jié)合的放大電路。由于，代入上述方程有如果滿(mǎn)足則得實(shí)現(xiàn)了減法運(yùn)算。實(shí)訓(xùn)：集成運(yùn)放組成的功率放大電路的安裝與調(diào)試原理圖：電源部分工作原理功放機(jī)電源電路為整個(gè)功放機(jī)提供±16V的直流工作電源。C3-3、C3-4為0．1uF電容，在電路中采用聚丙烯電容（CBB）。這種電容的電容量為10pF—10μF，額定電壓為：63—2000V，它是一種無(wú)極性，絕緣阻抗很高，頻率特性?xún)?yōu)異的高品質(zhì)電容，用在電源電路中主要用于濾除來(lái)自高頻的干擾。集成運(yùn)算放大器LM741LM741：輸入失調(diào)