1、4.1 概述概述4.2 集成运放放大、运算电路集成运放放大、运算电路4.3 模拟乘法器及其应用模拟乘法器及其应用4.4 有源滤波器有源滤波器 4.5 集成运算放大器的非线性应用集成运算放大器的非线性应用4.6 集成运放使用常识与应用示例集成运放使用常识与应用示例 第四章第四章 集成运算放大器的应用集成运算放大器的应用 教学目标1、掌握运放理想特性、非理想特性、线性应用条件及其 ”虚短 ”、 “虚断 ”特性。了解运放主要参数。 2、掌握运放三种基本放大电路的组成、性能、特点。 3、掌握求和、积分、微分运算电路的组成及其输入输出关系。 4、了解模拟乘法器的基本特性、电路符号及由其构成的除法、平方、
2、开方运算电路。 5、熟悉滤波器功能及其分类。了解一阶、二阶有源滤波器的组成、性能、特点。选学开关电容滤波器原理和集成有源滤波器及其应用。 教学目标6、掌握集成运算非线性应用条件及其特点。掌握单值、迟滞电压比较器、窗口比较器的电路组成、工作原理。会计算阈值电压，会画电压传输特性图，根据 ui波形能画出 uo波形。了解集成电压比较器，熟悉比较器的应用。选学方波、矩形波、三角波、锯齿波发生器。 7、熟悉测量放大器原理、集成测量放大器及其应用。 8、熟悉特殊集成运放选用常识，熟悉集成运放的外接电阻选用、单电源交流放大调零、消振与保护等运放应用知识。 4.1 概述4.1.1 运算放大器非理想特性和主要参
3、数集成运放开环情况下的传输特性如图 4.1.1所示， 图 4.1.1 集成运放传输特性它分为两个工作区 :一是饱和区 （称为非线性区） ,放由双电源供电时输出饱和值不是 Uom 就是 Uom ;二是放大区 （又称线性区） ,曲线的斜率为电压放大倍数 ,理想运放 Aod ， 在放大区的曲线与纵坐标重合。但实际情况如图中虚线所示。集成运放主要参数就是它的非理想特性的客观反映。1、开环差模电压增益 Aod 集成运放的开环差模电压增益 (Open-Loop differential voltage gain)是指集成运放工作在线性区，接人规定负载而无负反馈情况下的直流差模电压增益。 Aod与输出电压
4、U0的大小有关，通常是在规定的输出电压幅值时（如 U0=+10V） 测得的值。通常用分贝数 dB表示，则为一般情况希望 Aod越大越好， Aod越大，构成的电路性能越稳定，运算精度越高。 Aod一般可达 100dB，最高可达140dB以上。 如果集成运放差动输入级非常对称，当输入电压为零时，输出电压也应为零（不加调零装置）。但实际上它的差动输入级很难达到对称，通常在室温 25 下，为了使输入电压为零时输出电压为零，在输入端加的补偿电压叫做 输入失调电压 UIO。 UIO的大小反映了运放输入级电路的不对称程度。 UIO越小越好，一般为 （ 110） mV。2、输入失调电压 UIO及其温漂 dUI
5、O/dT 另外，输入失调电压的大小还随温度，电源电压的变化而变化。通常输入失调电压 UIO对温度的变化率称之为输入电压的温度漂移（简称输入失调电压温漂）用 dUIO/dT表示 ,一般为 (10 20)V/ .注意： dUIO/dT不能用外接调零装置来补偿，在要求温漂低的场合，要选用低温漂的运放。3、输入失调电流 IIO及其温漂 dIIO/dT 在常温下，输入信号为零时，放大器的两个输入端的基极静态电流之差称之为输入失调电流 IIO，有IIO IB1 IB2它反应了输入级两管输入电流的不对称情况， IIO越小越好，一般为 1nA 0.1A。IIO随温度的变化而变化， IIO随温度的变化率称之为输
6、入失调电流温漂，用 d IIO/dT表示， 单位为 nA/ 。4、输入偏置电流 IIB输入偏置电流 (Input bias current)是指集成运放输出电压为零时，两个输入端偏置电流的平均值，即 IIB=（ IB1+IB2） /2， IIB越小越好，一般为 10nA 10A。5、 开环差模输入电阻 Rid差模输入电阻是指集成运放的两个输入端之间的动态电阻。它反映输入端向差动信号源索取电流的能力。其值越大越好，一般为几兆欧姆。 MOS集成运放 Rid 高达 106M以上。6、开环差模输出电阻 Rod集成运放开环时，从输出端看进去的等效电阻，称之为输出电阻。它反映集成 运放输出时的负载能力 ，
7、其值越小越好。一般 Rod小于几十欧姆。7、共模抑制比 KCMR共模抑制比为开环差模电压增益 Aod与共模电压增益 Aoc之比的绝对值： KCMR=Aud/Auc， 它表示集成运放对共模信号抑制能力，其值越大越好，一般 KCMR为 60 130dB之间。 8、最大差模和共模输入电压 Uidmax,、 UicmaxUidmax是指集成运放两个输入端所允许加的最大差模电压，超过此电压，将会使集成运放输入级某一侧三极管发射结反向击穿。Uicmax是指集成运放两个输入端所允许加的共模最大电压，超过此电压，集成运放的共模抑制比将明显下降。9、最大输出电压 Uom在给定负载上，最大不失真输出电压的峰峰值称为最大输出电压。
