集成运算放大器及其主要参数
6-5实际集成运算放大器的主要参数和对应用电路的影响(精)
2. 输入偏置电流IIB
输入偏置电流是指集成运放 两个输入端静态电流的平均值 IIB＝（IBN＋IBP）/2 BJT为10 nA～1A；MOSFET运放IIB在pA数量级。
6.5.1 实际集成运放的主要参数
输入直流误差特性（输入失调特性） 3. 输入失调电流IIO
输入失调电流IΒιβλιοθήκη O是指当输入电压为零时流入放大器两输入 端的静态基极电流之差，即IIO＝|IBP－IBN| 一般约为1 nA～0.1A。
大信号动态特性 2. 全功率带宽BWP
指运放输出最大峰值电压时允许的最高频率，即
BWP fmax SR 2πVom
SR 和 BWP是大信号和高频信号工作时的重要指标。一般通用 型运放 SR 在 nV/s 以下， 741 的 SR=0.5V/s 而高速运放要求 SR ＞
30V/s以上。目前超高速的运放如AD9610的SR＞3500V/s。
1 VO (1 Rf / R1 )VIO I IB ( R1 // Rf R2 ) I IO ( R1 // Rf R2 ) 2
当 R2 R1 // Rf 时，可以 消除偏置电流 I IB 引起的
误差，此时
VO (1 Rf / R1 )(VIO I IO R2 ) VIO 和 I IO 引起的误差仍存在
6.5 实际集成运算放大器的主要 参数和对应用电路的影响
6.5.1 实际集成运放的主要参数
6.5.2 集成运放应用中的实际问题
6.5.1 实际集成运放的主要参数
输入直流误差特性（输入失调特性） 1. 输入失调电压VIO
在室温（25℃）及标准电源电压下，输入电压为零时，为 了使集成运放的输出电压为零，在输入端加的补偿电压叫做失 调电压VIO。一般约为±（1～10）mV。超低失调运放为（1～ 20）V。高精度运放OP-117 VIO=4V。MOSFET达20 mV。
第六章 集成运算放大器
偏置电路是为集成运算放大器的输入级、中间级和输出级电路 提供静态偏置电流，设置合适的静态工作点。 运算放大器的图形符号如图6-2所示，其中反相输入端用“-”号 表示，同相输入端用“+”号表示 。器件外端输入、输出相应 地用N、P和O表示。
图6-2 运算放大器的图形符号
二、集成运算放大器的主要参数 1. 开环差模电压放大倍数 uo 开环差模电压放大倍数A
图6-4 反馈信号在输出端的取样方式 （a）电压反馈 （b）电流反馈
（4）串联反馈和并联反馈—─反馈的方式 如果反馈信号与输 入信号以串联的形式作用于净输入端，这种反馈称为串联反 馈，如图6-5（a）所示。如果反馈信号与输入信号以并联的 形式作用于净输入端，这种反馈称为并联反馈，如图6-5（b） 所示。可用输入端短路法判别，即将放大电路输入端短路， 如短路后反馈信号仍可加到输入端，则为串联反馈，如短路 后反馈信号仍无法到输入端，则为并联反馈。
图6-7 放大电路的传输特性1—闭环特性 2—开环特性
(3)展宽了通频带 放大器引入负反馈后，虽然放大倍数降低了，但放大器的稳定 性得以提高，由于频率不同而引起的放大倍数的变化也随 之减小。在不同的频段放大倍数的下降幅度不同，中频段 下降的幅度较大，而在低频段和高频段下降的幅度较小， 结果使放大器的幅频特性趋于平缓，即展宽了通频带。
(4)改变了输入输出电阻 负反馈对输入电阻的影响取决于反馈信号在输入端的连接方式。 并联负反馈是输入电阻减小，串联负反馈是输入电阻增大。 负反馈对输出电阻的影响取决于反馈信号在输出端的取样方 式。电压负反馈是输入电阻减小，电流负反馈是输入电阻增 大。电压负反馈有稳定输出电压的作用，电流负反馈有稳定 输出电流的作用。 电压串联负反馈使电压放大倍数下降，稳定了输出电压，改善 了输出波形，增大了输入电阻，减小了输出电阻，扩展了通 频带。电压并联负反馈使电压放大倍数下降，稳定了输出电 压，改善了输出波形，减小了输入电阻，减小了输出电阻， 扩展了通频带。电流串联负反馈使电压放大倍数下降，稳定 了输出电流，改善了输出波形，增大了输入电阻，增大了输 出电阻，扩展了通频带。电流并联负反馈使电压放大倍数下 降，稳定了输出电流，改善了输出波形，减小了输入电阻， 增大了输出电阻，扩展了通频带。
集成运算放大器的主要参数
集成运算放大器的主要参数1.开环差模电压增益Auo运放没有接反馈电路时的差模电压放大倍数。
Auo愈高，所构成的运算电路越稳定，运算精度也越高。
一般运放的Aud在60～120dB之间。
2.差模输入电阻Rid是指输入差模信号时运放的输入电阻。
Rid越大，对信号源的影响越小，运放的输入电阻Rid一般都在几百千欧以上。
3.共模抑制比KCMRR :是差模电压放大倍数与共模电压放大倍数之比，常用分贝数来表示。
不同功能的运放，KCMRR也不相同，有的在60～70dB之间，有的高达180dB。
KCMRR越大，对共模干扰抑制力量越强。
4.最大共模输入电压Uicmax :是指在保证运放正常工作条件下，运放所能承受的最大共模输入电压。
共模电压超过此值时，输入差分对管的工作点进入非线性区，放大器失去共模抑制力量，共模抑制比显著下降。
最大共模输入电压Uicmax定义为，标称电源电压下将运放接成电压跟随器时，使输出电压产生1％跟随误差的共模输入电压值；或定义为下降6dB时所加的共模输入电压值。
5.最大差模输入电压Uidmax :是指运放两输入端能承受的最大差模输入电压。
超过此电压,运放输入级对管将进入非线性区，而使运放的性能显著恶化，甚至造成损坏。
6.开环带宽BW ：又称－3dB带宽，是指运算放大器的差模电压放大倍数Aud在高频段下降3dB所对应的频率fH。
7.单位增益带宽BWG:是指信号频率增加，使Aud下降到1时所对应的频率fT，即Aud为0dB时的信号频率fT。
它是集成运放的重要参数。
741型运放的fT＝7Hz，是比较低的。
8.输入失调电压:是指为了使输出电压为零而在输入端加的补偿电压。
实际上是指输入电压为零时，将输出电压除以电压放大倍数，折算到输入端的数值称为输入失调电压,即UIO的大小反应了运放的对称程度和电位协作状况。
UIO越小越好，其量级在2mV-20mV之间，超低失调和低漂移运放的UIO一般在1μV-20μV之间。
集成运放的主要参数以及测试方法
集成运放的性能主要参数及国标测试方法集成运放的性能可用一些参数来表示。
集成运放的主要参数：1．开环特性参数（1）开环电压放大倍数Ao。
在没有外接反馈电路、输出端开路、在输入端加一个低频小信号电压时，所测出输出电压复振幅与差动输入电压复振幅之比值，称为开环电压放大倍数。
Ao越高越稳定，所构成运算放大电路的运算精度也越高。
（2）差分输入电阻Ri。
差分输入电阻Ri是运算放大器的主要技术指标之一。
它是指：开环运算放大器在室温下，加在它两个输入端之间的差模输入电压变化量△V i与由它所引起的差模输入电流变化量△I i之比。
一般为10k~3M，高的可达1000M以上。
在大多数情况下，总希望集成运放的开环输入电阻大一些好。
（3）输出电阻Ro。
在没有外加反馈的情况下，集成运放在室温下其输出电压变化与输出电流变化之比。
它实际上就是开环状态下集成运放输出级的输出电阻，其大小反映了放大器带负载的能力，Ro通常越小越好，典型值一般在几十到几百欧。
（4）共模输入电阻Ric。
开环状态下，两差分输入端分别对地端呈现的等效电阻，称为共模输入电阻。
（5）开环频率特性。
开环频率特性是指：在开环状态下，输出电压下降3dB所对应的通频带宽，也称为开环-3dB带宽。
2.输入失调特性由于运算放大器输入回路的不对称性，将产生一定的输入误差信号，从而限制里运算放大器的信号灵敏度。
通常用以下参数表示。
（1）输入失调电压Vos。
在室温及标称电源电压下，当输入电压为零时，集成运放的输出电位Vo0折合到输入端的数值，即：Vos=Vo0/Ao失调电压的大小反映了差动输入级元件的失配程度。
当集成运放的输入端外接电阻比较小时。
失调电压及其漂移是引起运算误差的主要原因之一。
Vos一般在mV级，显然它越小越好。
（2）输入失调电流Ios。
在常温下，当输入信号为零时，放大器两个输入端的基极偏置电流之差称为输入失调电流。
即：Ios=Ib- — Ib+式中Ib-、Ib+为放大器内两个输入端晶体管的基极电流。
理想集成运放的三个主要参数
理想集成运放的三个主要参数
理想集成运放是模拟集成电路中非常重要的器件，具有许多优良的性能。
其三个主要参数是：开环差模电压放大倍数Aod、差模输入电阻Rid和输出电阻Ro。
以下是关于这三个参数的详细解释：
首先，开环差模电压放大倍数Aod是理想集成运放的重要参数之一。
它是指在无反馈情况下，运放输出电压与输入差模电压的比值。
这个参数描述了运放在没有反馈控制下的增益能力。
通常，理想运放的Aod非常大，这意味着它能够将差模信号放大很多倍。
在实际应用中，由于存在反馈回路，运放的开环增益可能并不直接影响其闭环增益。
其次，差模输入电阻Rid也是理想集成运放的一个重要参数。
它表示差模信号输入时，运放的输入电阻。
这个参数反映了运放在信号输入端的阻抗特性。
高的Rid意味着对信号的衰减很小，有利于信号的传输和处理。
在实际应用中，Rid 通常非常大，以确保信号的完整性。
最后，输出电阻Ro是理想集成运放的第三个主要参数。
它表示运放输出端的内阻。
这个参数反映了运放在带负载能力方面的性能。
理想运放的Ro应该非常小，这意味着它能够驱动很大的负载而不失真。
在实际应用中，Ro的大小会受到多种因素的影响，如电源电压、负载阻抗等。
综上所述，理想集成运放的三个主要参数Aod、Rid和Ro分别反映了其在放大能力、输入阻抗和输出驱动能力方面的性能。
这些参数的优化和平衡使得理想集成运放成为一种高性能、高稳定性的模拟电路器件，广泛应用于各种电子系统中。
在设计和应用理想集成运放时，了解这些参数的具体数值和应用范围是非常重要的，以确保系统的稳定性和性能。
集成运算放大器
A/D转换方法
– 计数法 速度慢 – 双积分式A/D转换器 精度高、干扰小 速度慢 – 逐次逼近式A/D转换器 原理同计数式相似，只是从最高位开始，通过试探值来计数。
例1：ADC0804 （8位,100us,转换精度 ±1LSB,内带可控三态门）。
例2：ADC570 (输入电压：0~10V 或 -5V~+5V）
例3. 8位以上A/D转换器和系统连接。 ADC1210：12位，100us，启动端SC，结束转换CC。
例4. ADC0809: 逐次逼近式8通道8位ADC。
同时有模拟电路和数字电路的系统中地 线的连接
模拟电路 ADC DAC 数字电路
模拟电路 AGND
数字电路 DGND
模拟地
公共接地点
if RF
R1 R2
R3 RP
－ ＋
u0
ui 1 ui 2 ui 3 uo R1 R2 R3 Rf 可得： uo R f ( ui 1 ui 2 ui 3 ) R1 R2 R3 若R1=R2=R3=R，则 u R f ( u u u ) o i1 i2 i3 R
集成运算放大器
1．集成运算放大器概述
集成运算放大器是一种高电压增益、高输入电阻和低输出 电阻的多级直接耦合放大电路，一般由四部分组成：
输入级：一般是差动放大 器，利用其对称特性可以 提高整个电路的共模抑制 比和电路性能，输入级有 反相输入端“-”、同相 输入端“+”两个输入端； 中间级：的主要作用是
3、差动比例运算电路
R1=R2，R’=RF Uo=-RF/R1(Ui1-Ui2)
差动比例运算电路 又称减法运算电路
集成运算放大器的符号和参数
集成运算放大器的符号和参数1、符号u-为反向输入端，由此端输入信号，输出信号与输入信号反向；u+为同向输入端，由此端输入信号，输出信号与输入信号反向。
uo为输出端。
Auo为开环差模电压放大倍数：无反馈情况下的空载电压放大倍数。
uo=Auo（u+－u-）2、封装形式双列直插型、金属管壳型、塑封型、扁平封装型。
以芯片CF741为例，管脚排列如图所示。
1、5――外接调零电位器（通常为10kΩ）的两个端子。
2——反相输入端。
由此端接输入信号，输出信号和输入信号是反相的（或两者极性相反）。
3——同相输入端。
由此端接输入信号，输出信号和输入信号是同相的（或两者相同）。
4——负电源端。
接－15V稳压电源。
6——输出端。
7——正电源端。
接＋15V稳压电源。
8——空脚。
3、集成运放的主要参数在使用运算放大器时，除了什么品种都无所谓的情况外，应必须对品种进行挑选。
首先决定想要制作的电路，然后考虑电路的功能、所需的性能等，最后进入集成电路挑选阶段。
一般不要选择比所需性能还要高的品种。
产品性能越高，成本也越高，使用时必须注意的事项也就越多。
选择通用的品种不仅成本低，而且也容易购到。
具体看课本P157～158。
（1）开环差模电压放大倍数Auo指在无反馈情况下的空载电压放大倍数。
Auo一般约为104～109。
（2）差模输入电阻rid指差模信号输入时，运放的开环输入电阻。
一般为几十千欧至几十兆欧。
（3）共模抑制比KCMR一般在104以上。
集成运算放大器的主要参数有那些
集成运算放大器的主要参数有那些2集成运算放大器的主要参数有那些？答：1）开环差模电压增益开环差模电压增益是集成运放无外加负反馈情况下的直流差模增益，一般用对数表示，单位为分贝。
2)差模输入电阻它是从集成运放两个输入端看进去的动态电阻，它会随着环境温度和频率而变，选用时我们希望输入电阻越大越好。
实际集成运放的输入电阻在兆欧数量级。
3)输出电阻集成运放在开环工作时，它的输出电压变化量与输出电流变化量之比值。
其值大小可反映运放带负载能力。
通常要求集成运放的开环输出电阻越小越好，典型值一般在几十到几百欧姆之间。
4)共模抑制比定义为开环差模放大倍数与开环共模放大倍数的比值，一般也用分贝表示。
共模抑制比反映了集成运放抑制共模信号的能力，其值越大，说明运放对共模干扰的抑制能力越强。
5)输入失调电压理性（理想）的运算放大器，当输入电压u+=u-时，输出电压uo=0。
但实际的运算放大器中，如果要使uo=0，必须在输入端加一个很小的补偿电压，这个假设的电压就是输入失调电压，一般在毫伏数量级，高质量的在1mv以下。
显然它越小越好。
6)输入失调电压温漂输入失调电压温漂代表输入失调电压的温度系数，是衡量运放温漂的重要指标。
一般运放为每度10～20uV,高质量的低于每度0.5uV。
这个指标往往比失调电压更为重要，因为可以通过调整电阻的阻值人为地使失调电压等于零，但却无法将失调电压的温漂调至零，甚至不一定能使其降低。
7)输入偏置电流当输入电压为零时，集成运放两输入端静态基极电流的算术平均值。
此值主要取决于集成运放输入极的静态集电极和输入极放大管的β值。
11)输入失调电流输入失调电流是输入电压为零值时，集成运放两端静态基极电流的差值，反映差动放大管输入电流不对称的程度。
其值越小越好。
12)输入失调电流温漂代表输入失调电流的温度系数。
一般为每度几纳。
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9．温度漂移
温度漂移是造成运算放大器静态工作点不稳定的重 要因素。实际上，UIO和IIO都是随温度变化的，因此， 常要研究其温度系数。
模拟 电子 技术 基础
在集成运算放大器的手册上，给出了几十种参数。大 体上可分为五类：输入失调参数，开环差模特性参数，开 环共模特性参数，大信号特性参数，电源特性参数。
1．输入偏置电流IIB 集成运放的两个输入端一般必须有一定的直流电流IBN
和IBP才能工作。通常定义输入偏置电流为
2．输入失调电压UI0 理想的集成运放，当输入电压为零时输出电压也
模拟 电子 技术 基础
集成运算放大器及其主要参数
1.1.简单的集成电路运算放大器 1.2 CMOS型集成运算放大器简介 1.3 集成运放成电路运算放大器具有高电压放大倍数、高输入 电阻和低输出电阻等优点，是一种性能良好的的多级直 接耦合放大电路。大多数的集成运放都由输入级、中间 级、输出级、偏置电路四部分组成。
为零。但实际上它的差动输入级很难做到完全对称， 一般在uI=0时，uo≠0。我们设想在uI=0时，在输入端 人为地外加一电压UIO，可使uo=0。
3．输入失调电流IIO 这是反映运放两输入端输入电流不对称程度的参数，
以IIO=|IBP-IBN|表示。
4．开环放大倍数Auo和带宽BW 5．最大差模输入电压UIDmax 6．差模输入电阻rid 7．共模抑制比KCMR 8．转换速率SR
1.2 CMOS型集成运算放大器简介
CMOS型集成运放采用N沟道与P沟道互补 的场效应管。可以根据系统对运放的要求，有针 对性地设计电路结构。因此，这种电路结构相对 较简单，电路形式也灵活多样。具有线性特性好 、功耗低，电源适用范围宽等优点。
CMOS型集成运放的一个原理电路
1.3 集成运放的主要参数