电子电路分析与应用
电子电路分析与设计-半导体器件及其基本应用第三版教学设计

电子电路分析与设计-半导体器件及其基本应用第三版教学设计一、教学目标本次课程教学旨在使学生理解半导体器件的基本工作原理、常用类型、主要特性参数和基本应用,以及掌握半导体器件的基础电路计算方法和应用技巧,为后续电路设计与分析课程打下基础。
二、教学内容1. 半导体物理基础1.1 常见的半导体材料和性质分析1.2 PN结的基本构成、硅PN结的特性及其工作原理1.3 热平衡状态下PN结结电容、逆向击穿及其应用1.4 光电二极管和光敏电阻的基本原理及其应用2. 半导体二极管及其应用2.1 硅PN结二极管的基本特性参数、符号标志和重要性能指标2.2 压敏二极管、稳压二极管和二极管电路的设计和分析2.3 高频二极管应用技术、振荡器和测量仪器中的应用3. 半导体三极管及其应用3.1 NPN和PNP三极管的基本结构和性质分析3.2 放大三极管和稳压三极管的工作原理和应用技巧3.3 交流工作状态下的三极管单管和共射/共基/共集放大电路分析4. 可控硅和场效应晶体管4.1 可控硅的基本原理、结构和性能参数分析4.2 可控硅的应用:触发电路和直流控制电路4.3 动态场效应晶体管和MOSFET的特性、工作原理及其应用技巧5. 电路计算和分析5.1 半导体器件的基本电路计算方法和步骤5.2 基于器件的实际参数,设计和计算半导体电路的基本原理和技巧5.3 通过电路仿真软件验证理论设计的正确性和实用性三、教学方法本课程采用网络课堂教学的方式,学生通过在线观看视频,完成在线测验和互动交流,深入理解课程核心内容的基本原理和实践操作技巧。
四、教学资源本课程的主要教学资源包括以下内容:1.讲授视频:通过网络课堂教学平台提供,供学生随时观看和复习。
2.电子教材:根据教学大纲编写的电子教材,方便学生随时查阅和学习。
3.实验器材和电路仿真软件:为学生提供必要的实验器材和电路仿真软件,帮助学生深入理解半导体器件的工作原理和应用技巧。
4.课后作业:通过网络课堂教学平台提交,检验学生对课程内容的理解和应用能力。
LM324集成芯片内部电路分析与典型应用

LM324集成芯片内部电路分析与典型应用LM324是一款广泛应用于电子电路中的四运算放大器集成芯片。
它具有四个独立运算放大器,以及相应的补偿电路,用于提供放大器的稳定性和性能。
该芯片采用双电源供电,工作电压范围为+5V至+32V。
LM324还具有很高的共模抑制比和宽带,适用于各种电路应用。
LM324集成芯片的内部电路主要包括四个运算放大器、输入级、输出级和补偿电路。
四个运算放大器可以独立工作,每个放大器都具有一个反馈回路,通过控制输入电压和反馈元件,可以实现不同的功能和放大倍数。
输入级负责将输入信号进行放大和标幺化,以适应后续电路的工作要求。
输出级负责将放大器的输出信号进行电流放大和电压输出,以适应外部电路的连接。
1.信号传感器放大器:LM324可以作为传感器信号的放大器,用于放大和处理小信号。
例如,用于温度传感器、压力传感器、光电传感器等。
2.滤波器:通过适当选择反馈元件和频率调节元件,可以将LM324设计为不同类型的滤波器,如低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。
3.比较器:LM324可以作为比较器使用,用于比较输入信号与参考信号的大小。
通过调整参考电压,可以实现不同的比较阈值和触发条件。
4.方波发生器:LM324结合一些外部元件,可以构成方波发生器电路。
方波发生器常用于时钟信号发生、脉冲计数器等应用。
5.电压跟随器:通过将运算放大器的非反相输入端与输出端连接,可以实现电压跟随器功能。
电压跟随器通常用于隔离电路和电源稳压器中。
6.麦克风前置放大器:LM324可以用于麦克风前置放大器电路,用于提供麦克风信号的放大和预处理。
除了上述应用,LM324还可以用于电池充电管理、计算器、功率放大器、电压比较等各种电子电路中。
在应用过程中,设计者可以根据具体的要求,选择适当的反馈元件、外部元件和电源电压,以实现所需的功能和性能。
总之,LM324集成芯片具有四个独立运算放大器和相应的补偿电路,广泛应用于各种电子电路中。
模拟电子电路分析与应用

1.1 项目导入
图1-1
简易充电器电路图
1.知识目标
1.1 项目导入
1)了解简易充电器的基本组成及其主要性能指标。 2)熟悉二极管的结构、符号、分类及性能。 3)熟悉二极管在实际电路中的应用。 4)掌握二极管构成的桥式整流电路及电容滤波电路的参数测试方 法。 5)了解电容滤波电路的工作原理。 6)熟悉发光二极管的应用。 2.能力目标 1)学会查阅整流二极管、电容及发光二极管等元器件的相关资料。 2)能够对电阻、电容、二极管及小型电源变压器等元器件进行检 测及质量判别。
图1-26 桥式整流电容 滤波电路的输出特性
1.3 相关知识与技能
(2)电感滤波电路 电感滤波主要利用电感中的电流不能突变的特 点,使输出电流波形比较平滑,从而使输出电压的波形也比较平 滑,故把电感L与整流电路的负载RL相串联,可以起到滤波的作 用。 (3)复式滤波电路 为了进一步提高滤波效果,可将电感和电容组 成复式滤波电路,常用的有RC-π形、LC-π形和LC-Γ形复式滤波电 路,如图1-29a、b、c所示。
1.1 项目导入
3)学会简易充电器的安装与调试。 4)了解简易充电器指标的测量方法,能对简易充电器故障进行检 修。
1.2 项目实施条件
表1-1 元器件清单
1.3 相关知识与技能
1.3.1 PN结的基本知识 1.半导体的导电性能 2.半导体的本征激发与复合现象 3.N型半导体和P型半导体
图1-2
1.3 相关知识与技能
图1-9
温度对二极管特性 曲线的影响
1.3 相关知识与技能
4.二极管的主要参数 1)最大整流电流IFM:二极管长期工作时允许通过的最大正向平均 电流。 2)最高反向工作电压URM:二极管工作时允许外加的最大反向电压 值(峰值)。 3)反向电流IR:在室温下,二极管未击穿时的反向电流。 4)最高工作频率fM:二极管正常工作的上限频率。
电子电路的设计与应用分析

电子电路的设计与应用分析电子电路的发展在科技不断进步的今天一直发挥着很大的作用,尤其是在家庭电器、汽车电子、计算机、通信等方面有着广泛的应用。
而对于电子电路的设计和应用,也是一个不断深入和研究的过程。
所以在本文中,我们将学习更多关于电子电路设计和应用的相关知识和理论。
一. 电子电路的分类在对电子电路进行设计和应用之前,需要先了解电子电路的分类。
电子电路的分类可以根据它所控制的信号有什么不同,一般可以分为三种类型:模拟电路、数字电路和混合电路。
1. 模拟电路:模拟电路是指在电路中使用的信号是连续的。
例如声音、温度等连续的信号均可用来进行模拟电路的设计。
模拟电路主要用于放大、调节、过滤等信号的处理。
2. 数字电路:数字电路则是指在电路中使用的信号是离散的。
例如0和1的信号、计数器的信号等均属于数字电路,数字电路的主要应用领域包括计算机、通信等领域。
3. 混合电路:混合电路则是模拟电路和数字电路的组合,既可以处理连续信号,也可以处理离散信号。
二. 电子电路的设计方法1. 原理图设计:在对电路进行设计时,往往需要先进行原理图的设计,将电路的基本原理用简单的模块组合拼接起来。
2. PCB设计:在原理图设计之后,需要将电路的实现和布置细节具体化。
PCB,即Printed Circuit Board,是印刷电路板的缩写。
PCB在电路设计方面,主要用于完成电路摆放、布线、打样和生产等环节。
完成设计后,可以通过PCB直接进行大规模的生产制造。
3. 仿真与测试:在完成电路的设计之后,为了进一步检查和保证电路的功能和效能,需要进行仿真和测试。
电路的仿真可以通过电脑仿真软件完成,例如EDA,电路的测试通过各种仪器、设备进行。
三. 电子电路的应用在电子电路的应用中,尤其是在家庭电器、汽车电子、计算机、通信等方面占据着非常重要的地位。
在这里,我们将对这些电子电路的应用进行具体分析。
1. 家庭电器:家庭电器在现代生活中的使用已经非常广泛,例如冰箱、洗衣机、电视机等居家电器都是通过电子电路进行控制和实现的。
Multisim10的电子电路设计与应用

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中 国新技术新产 品
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现代电子电路与系统的分析设计与实现方法

现代电子电路与系统的分析设计与实现方法现代电子电路与系统的分析、设计与实现方法是指在设计电子电路和系统时,采用的一系列技术和工具,以确保电路和系统能够达到设计要求,并满足性能、可靠性和经济性等各方面的需求。
在现代电子技术的快速发展下,电子电路和系统设计面临着越来越多的挑战,因此分析、设计和实现方法变得越来越重要。
下面是一些常用的现代电子电路与系统的分析设计与实现方法:1. 基于硬件描述语言的设计:硬件描述语言(HDL)是一种用来描述电子系统硬件行为的语言。
通过使用HDL,设计人员可以对电路进行更高层次的抽象描述,从而更容易进行电路的分析和验证。
常用的HDL包括VHDL和Verilog。
2.元件级设计:元件级设计是指在电路设计中将电路拆分为可独立分析和设计的基本元件。
通过对各个元件的分析和设计,可以实现对整个电路的分析和设计。
3.数字信号处理(DSP)技术:数字信号处理技术在现代电子电路和系统中应用广泛。
通过使用DSP技术,可以对电路中的信号进行精确和高效的处理,以满足各种应用需求。
4.模拟电路分析与设计:模拟电路的分析与设计主要涉及电路的建模、分析和优化。
通过对电路元器件的特性进行数学建模,可以对电路的行为进行准确的分析,并通过各种优化方法来改进电路的性能。
5.电磁兼容性(EMC)设计:在现代电子电路和系统设计中,电磁兼容性是一个重要的考虑因素。
通过采用适当的布线和屏蔽技术,可以有效地减少电磁干扰和抗干扰能力,提高整个电路系统的EMC性能。
6.集成电路设计:集成电路设计是指将多个电路和系统集成到同一芯片上的设计方法。
通过采用现代的集成电路设计流程和工具,可以实现高度集成、低功耗和高性能的电子系统设计。
7.系统级设计和建模:系统级设计是指对整个电子系统进行高层次的建模和设计。
通过对系统功能、性能和约束进行详细分析和建模,可以优化整个电子系统的设计过程。
8.可靠性设计与分析:在现代电子电路和系统设计中,可靠性是一个重要的考虑因素。
电子线路分析与应用电子线路分析与应用实训项目教案
电子线路分析与应用电子线路分析与应用实训项目教案1.项目背景和介绍:电子线路是电子工程领域中最基础的内容之一,也是电子工程师必备的技能之一、本实训项目旨在通过实际操作和分析电子线路的方式,培养学生对电子线路的理论知识的掌握和应用能力,提高学生的实践能力和创新思维。
2.项目目标:a.掌握电子线路分析的基本理论知识;b.学会使用电子线路分析工具进行线路的模拟和仿真;c.学会进行电子线路的实际操作和调试;d.培养学生的创新思维和解决问题的能力。
3.项目内容:a.电子线路分析理论学习:包括电子线路的基本概念、电路元件、电路定律等基础知识的学习;b.电子线路模拟与仿真:使用电子线路模拟工具进行电路的模拟和仿真实验;c.电子线路实验和调试:通过实际操作和调试电子线路,深入理解电路的工作原理和特性;d.电子线路设计与创新:通过实际项目的设计和创新,提高学生的创新思维和解决问题的能力。
4.项目步骤:a.阅读和学习电子线路分析的基本理论知识,包括电路元件、电路定律等;b.进行电子线路模拟和仿真实验,学习使用电子线路模拟工具进行电路的模拟和仿真;c.进行电子线路实验和调试,通过实际操作和调试电子线路,加深对电路工作原理和特性的理解;d.进行电子线路设计与创新项目,通过实际项目的设计和创新,提高学生的创新思维和解决问题的能力;e.结合理论知识和实践经验,进行电子线路分析和应用的综合考核。
5.实训成果评估:a.实验报告:对每个实验项目进行详细记录和总结;b.设计方案:对设计项目的方案进行详细说明和评估;c.实际操作和调试能力:通过实际操作和调试电子线路,检验学生的实践能力;d.综合考核:结合理论知识和实践经验,进行电子线路分析和应用的综合考核。
6.教学方法:a.理论讲解:通过课堂教学的方式,讲解电子线路分析的基本理论知识;b.实验操作:组织学生进行电子线路模拟、仿真、实验和调试;c.项目设计和创新:指导学生进行电子线路设计和创新项目;d.辅助工具:借助电子线路模拟工具等辅助工具,帮助学生深入理解电子线路的工作原理和特性。
集成运算放大器电路分析及应用(完整电子教案)
集成运算放大器电路分析及应用(完整电子教案)3.1 集成运算放大器认识与基本应用在太阳能充放电保护电路中要利用集成运算放大器LM317 实现电路电压检测,并通过三极管开关电路实现电路的控制。
首先来看下集成运算放大器的工作原理。
【项目任务】测试如下图所示,分别测量该电路的输出情况,并分析电压放大倍数。
信息单】集成运放的实物如图3.2 所示。
图3.2 集成运算放大1. 集成运放的组成及其符号各种集成运算放大器的基本结构相似,主要都是由输入级、中间级和输出级以及偏置电路组成,如图3.3 所示。
输入级一般由可以抑制零点漂移的差动放大电路组成;中间级的作用是获得较大的电压放大倍数,可以由共射极电路承担;输出级要求有较强的带负载能力,一般采用射极跟随器;偏置电路的作用是为各级电路供给合理的偏置电流。
图3.3 集成运算放大电路的结构组成集成运放的图形和文字符号如图3.4 所示。
图3.4 集成运放的图形和文字符号其中“ -”称为反相输入端,即当信号在该端进入时,输出相位与输入相位相反;而“+”称为同相输入端,输出相位与输入信号相位相同。
2. 集成运放的基本技术指标集成运放的基本技术指标如下。
⑴输入失调电压U OS实际的集成运放难以做到差动输入级完全对称,当输入电压为零时,输出电压并不为零。
规定在室温(25℃ )及标准电源电压下,为了使输出电压为零,需在集成运放的两输入端额外附加补偿电压,称之为输入失调电压U OS,U OS 越小越好,一般约为0.5~5mV 。
⑵开环差模电压放大倍数A od集成运放在开环时(无外加反馈时),输出电压与输入差模信号的电压之比称为开环差模电压放大倍数A od。
它是决定运放运算精度的重要因素,常用分贝(dB) 表示,目前最高值可达140dB(即开环电压放大倍数达107)。
⑶共模抑制比K CMRRK CMRR 是差模电压放大倍数与共模电压放大倍数之比,即K CMRR = A A od,其含义与差动放大器中所定义的K CMRR 相同,高质量的运放K CMRR 可达160dB 。
电工电子基础数字电路分析及应用
电工电子基础数字电路分析及应用任务1 逻辑门电路及应用观看周围事物,提显现象:(培养学生的观看能力)教室前门锁若有两把,如何样锁才能保证每来一个有其中一把钥匙人都能把门打开?(摸索) 如何样锁才能保证只有两人同时用钥匙才都能把门打开?(摸索)[答案略] 对生活进行与专业进行联系提问:(培养学生的分析能力) 在电子学中有哪个专业知识有类似作用?串联和并联在生活中还有哪些现象符合上述现象(课外完成) 依照生活中的一些量用逻辑电平来表达,提出正逻辑与负逻辑。
为了不加重学生的学习负担,由于在学习中少用到负逻辑故不要求学生把握负逻辑。
5.1.1 与门电路 一、 与逻辑关系当一件情况的几个条件全部具备之后,这件情况才能发生,否则不发生。
如此的因果关系称为与逻辑关系。
举例说明:以开锁为例和书上的开关串联为例。
让学生联系生活说明有哪些常见的与逻辑。
(讨论) 二、 与门电路1、 电路图 电路如右图8-9所示图8-9 二极管与门电路2、真值表输 入 输出 A B Y 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1113、逻辑符号图5-2 与门逻辑符号关于与门电路要重点讲解,但关于其他门电路在相同内容和相似的分析过程中不再重复。
以留给学生一定的摸索空间,也为学生的个性化进展提供的前提。
4、逻辑函数式当V a 、V b 为高电平(5V ):V o 为高电平(4.7V );当V a 、V b 有一个是低电平(0V ): V o 为低电平因此该电路完成“与”逻辑功能,称为“与门”该符号是电气和电子工程师协会制订的标准,(既IEEE 标准)。
这是目前常用的标准,在新版杂志和书籍中广泛采纳。
但在阅读资料时可能还会遇到往常的资料采纳的往常的国际标准符号,我会在以后给同学们列出,期望同学们在现在阅读资料时不要感到生疏。
所谓真值表是指说明逻辑门电路输入端状态和输出端状态逻辑对应关系的表格从真值表能够看出:与门电路的逻辑功能是:“有0出0,全1出1”。
电路分析在日常生活中的应用与实践
电路分析在日常生活中的应用与实践
电路分析是指审查和识别电路组件中来自电子器件的输入和输出信号之间的关系,以及它们如何受电路中器件如示波器、电容器、电阻器和晶体管等的影响,以及调整、控制和操作器件的功能。
这种功能的实现,使测试技术、系统分析、模拟计算机和信息集成技术新增服务于电路分析,是用来解决特殊应用领域中电子问题的有效工具。
电路分析已被广泛应用于日常生活中,主要表现在研发、设计、排查维护等方面。
在研发阶段,利用电路分析可以有效降低研发新型电子产品所需要的成本和降低不合格产品产生率,保证研发产品的质量。
在设计阶段,电路分析可以帮助设计者可以直接预先确定电路的基本特性,提高产品的性能,催生出更符合需求的电子产品。
而在维护保养方面,电路分析有效减少保养成本,加快维护速度,保证系统正常运行。
因此,可见电路分析无处不在、方方面面发挥着其重要作用,从电子科技的发展趋势来看,其影响越来越深远,受到越来越多的重视,日常生活中对其的运用与实践更是能体现出它的实用价值。
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第一讲第一章 模拟信号处理人们在进行电子产品设计过程中,经常需要掌握周围环境的情况,如生活中经常遇到的温度、湿度和压力测量等。
在工业上则经常要测量距离、速度、流量、物位、成分及密度等参数,还可能需要对这些参数进行控制。
在测量和控制的环节中,都要求精确地处理各种模拟信号。
对信号的采集主要依赖各种传感器,对信号的处理和加工则主要依赖放大器。
本章首先介绍了各种典型运算放大器的性能及应用,同时介绍一些在模拟信号处理过程中常用的基准源、滤波器和模拟开关等器件,并对常用的传感器及测量方法做了简要介绍。
在本章的最后对模拟可编程器件作了简要介绍。
第一节常用运算放大器运算放大器是智能测控电子产品中不可缺少的基本电路。
根据实际仪器设备的功能与要求的不同,对放大器的要求也不同,如增益的高低、失调的大小、频带的宽窄、输入阻抗的高低及供电范围的大小等等。
而实际上,放大器的参数远不止这些,要选择合适的运算放大器,应该对它的主要指标有所了解。
放大器的参数虽然有很多,但放大器类型的选择取决于最关键的指标。
例如,如果为交流应用而选择一种高输入阻抗的放大器,那么它的失调电压及温漂指标可能就比偏置电流的重要性小得多,而它们与带宽相比就可能不算是主要的了;再如,要测量一个高源内阻的微弱直流信号,则失调电压及其温漂与输入阻抗是最重要的指标。
实际的运算放大器永远也达不到理想放大器的指标,因此对于不同的应用,人们设计出了很多种类的放大器芯片,我们可以根据实际需要来选择。
本节将以具体芯片为例对一些常用种类的运算放大器做一些简单的介绍,有些放大器的具体应用情况比较复杂,请读者根据书中说明到产品生产商的网站上查阅相关应用资料。
一、运算放大器的主要参数(1)电源电压范围,是指电源电压的极限值。
运放电源电压实际取值可以有很大的不同,例如LM324的电源电压范围为32 V,有时人们选择较低的电压如5 V,在选择高电压时应留有充分的余地,如选30 V显得余地太小,选24 V时留有8V余地是较合适的。
电源电压范围参数值大的运放,其实际电源电压容许选得高,这是测量较大信号(如0~10V)所需要的,另外电源电压高,则输入电压范围宽,有利于抗干扰。
电源电压选用5V时,可以和TTL电路共用一个电源,较方便。
另外多数运放需要双电源工作,也有些运放只需单电源即可工作(如LM324、LM358、CA3140等)。
(2)共模抑制比,运放的共模抑制比为60~130dB,这个数值范围具有广泛的代表性。
如果运放的共模抑制比为60、80、100、120dB,则1V的共模干扰将产生1000µV(0.1%),100µV(0.01%)、10µV(0.00l)和1µV(0.0001%)的误差。
(3)输入偏置电流,是运放正常工作的前提,因此要求运效的输入端必须有直流通路,否则不能正常工作。
(4)输出电流,它标志运放驱动负载的能力,CMOS运放的输出电流能力较小,双极型运放输出电流能力较大,因此应注意选择运放的负载电阻,使得运放的实际输出电流小于该参数值。
例如ICL7650要求负载电阻R L>15K欧有时需要较大的输出电流,而运放的输出能力又不够,可以在运放的输出瑞加一个三极管(或复合三极管),并将该三极管放在运放的闭环电路之内。
(5)电压转换率,它描述运放的反应速度。
当多路切换开关切换到新一路信号时,运放需要很短的一段时间之后,才能输出正确的数值。
因此要求延迟一段时间后再进行A/D转换。
如果要求加快路数切换的速度,则应选择电压转换率较高的运放。
(6)共模电压范围,一定要保证运放输入端的共模信号在该运效的共模电压范围,否则无法正常工作。
对于能够单电源工作的运放,其共模电压范围的下限可以达到0V。
△1,输(7)输出电压幅度,通常运放输出最高正电压低于正电源电压某个数值V+-V△2,显然输出电压幅度受电源电压数值(V+,出的最低电压高于负电源电压某个数值V-+VV-)的影响,在电源电压确定之后,V△2越小,输出电压幅度越大。
在设计运算电△1,V路时一定要注意运放的输出电压幅度是否满足要求。
(8)增益带宽积,反映运放通频带与增益之间乘积的数值,该值越大运放速度越快。
二、运放分类1.通用双极型运算放大器μA741,LM358,LM324等2.通用J-FET型运算放大器CA3140,CA3240 ,LF353,LF444具体性能指标如下:●输入失调电压:典型为3mV,最大7mV●输入失调电压温漂:最大5µV/°C●输入偏置电流:典型20 pA,最大100 pA●输入阻抗:1012MΩ●共模输入电压:±12V●共模抑制比:100db●转换速率:12V/µs●电源电压范围:±5V~±22V●电源电流:典型5mA,最大7mA3.精密高性能运算放大器OP-07 ,OP-27A,OP37, OP-177,AD707等具体性能指标如下:●输入失调电压:典型为10µV,最大25µV●输入失调电压温漂:最大1µV/°C●输入偏置电流:典型10nA,最大40 nA●输入阻抗:典型6 M Ω,最小1.3M Ω●共模输入电压:±12V●共模抑制比:120db●转换速率:2.8V/µs●电源电压范围:±3V~±18V4.自校准精密运算放大器(自稳零运放)ICL7650S 就是一款性能更高的放大器,它采用斩波自稳零技术,使失调电压和失调电压温漂都非常小,同时使用场效应管输入,输入阻抗极高。
具体性能指标如下:●输入失调电压:典型为1µV ,最大8µV●输入失调电压温漂:0.02µV/°C图1-5 ICL7650S 芯片顶视图 ●输入偏置电流:典型5pA ,最大20pA●输入阻抗:1012 M Ω●共模输入电压:-5.2V~4V●共模抑制比:140db●转换速率:2.5V/µs●稳定时间:0.2µs●电源电压范围:±2.5V~±16V●电源电流:典型2mA ,最大3mATLC4501使用了一种在上电期间进行校准的技术,校准耗时约300ms 。
一旦校准完成,则大部分校准电路将脱离信号通道并关闭,因此它的输入噪声相对较低。
它的封装图如图1-6所示,具体性能指标如下:●输入失调电压:最大40µV●输入失调电压温漂:最大1µV/°C图1-6 TLC4501芯片顶视图 ●输入偏置电流:典型1pA●输入阻抗:1012Ω●共模输入电压:0~VCC-2.3V●共模抑制比:100db●转换速率:2.5V/µs●校准时间:300ms●电源电压范围:4V~6V ,一般为单电源应用●输出能力:Rail to Rail 满幅输出●电源电流:典型1mA ,最大2mA5.Rail to Rail 输出运算放大器Rail to Rail 的中文含义是轨到轨输出的意思。
普通的运算放大器的输出是达不到电源值附近的,一般要低于电源1.5V 左右,对于目前低压电池供电的系统而言,需要运算放大器具有低压单电源工作的能力,同时还要求它在有限的电源范围内具有尽可能大的输出摆幅。
需求促进了半导体工艺的发展,目前已经有大量的运算放大器具有Rail to Rail 的能力。
上面已经提到TLC4501的就具有Rail to Rail 输出能力,常用的此种放大器有许多,典型的如:TLC2252和TLC2254,它们分别是单运放和四运放,管脚与LM358及LM324兼容。
TLC2252是德州仪器公司先进的LinCMOS TM 工艺制造的双路运算放大器,它具有满电源电压幅度输出特性,即Rail to Rail 输出能力。
同时,它具有比现有的CMOS 运算放大器更好的失调电压指标及功耗指标,TLC2252的性能指标如下:●输入失调电压:典型200µV ,最大1500µV●输入失调电压温漂:最大0.5µV/°C●输入偏置电流:典型1pA●输入阻抗:1012Ω●共模输入电压:0~4V●共模抑制比:83db●转换速率:0.12V/µs●电源电压范围:4.4V~16V ,可单、双电源应用●输出能力:Rail to Rail 满幅输出●电源电流:典型单运放通道35µA6.低压单电源供电微功耗放大器TI 公司的TLV2211就是一款低压单电源供电微功耗放大器,为减少空间占用,采用了5脚表面贴装的封装形式,具体封装如图1-7所示,其性能指标如下:●输入失调电压:典型0.47mV ,最大3mV●输入失调电压温漂:最大1µV/°C图1-7 TLV2211芯片DBV 封装顶视图●输入偏置电流:典型1pA●输入阻抗:1012Ω●共模输入电压:3V 供电时,-0.3V~2.2V●共模抑制比:83db●转换速率:0.052V/µs●电源电压范围:2.7V~10V ,可单、双电源应用●输出能力:Rail to Rail 满幅输出 ●电源电流:典型单运放通道13µATLV2211最低能够工作在2.7V 电压下,如果希望系统在2V 时模拟电路还能够工作,这时可以选择TLV2341、TLV2322或者TLV2324,它们分别是单、双及4运放。
下面以TLV2322为例介绍它们的性能指标:●输入失调电压:典型1mV ,最大9mV●输入失调电压温漂:最大1µV/°C●输入偏置电流:典型1pA●输入阻抗:1012Ω●共模输入电压:3V 供电时,-0.2V~1.8V●共模抑制比:94dB●转换速率:0.02V/µs●电源电压范围:2V~8V ,可单、双电源应用●电源电流:典型单运放通道6µA7.仪表运算放大器由于现场存在各种干扰,尤其是共模干扰比较严重,所以普通单端运算放大器无法对信号进行准确的放大。
设计者经常采用典型的三运放结构来设计高输入阻抗和高共模抑制比的差动输入放大器,这样做电路又比较复杂。
目前已经有许多成品的差动输入放大器,它们的内部结构就是典型的三运放结构,可以直接使用。
具体的芯片型号有AD620、AD623、AD627 、INA118等。
它们作为精度高、频带宽、共模抑制比高的新型仪表放大器很适合用来完成信号放大的任务,图1-8是INA118的芯片引脚图,以下以INA118为例说明它的芯片引脚和功能。
首先介绍管脚功能:图1-8 INA118芯片PDIP 封装顶视图 1脚:反馈电阻连接端2脚:反相输入端3脚:同相输入端4脚:负电源或者地5脚:输出基准端6脚:输出7脚:正电源 8脚:反馈电阻连接端使用时,在1、8脚之间接入一只反馈电阻Rg 来调整增益,Rg=50k Ω/(G -1)。