集成运算放大器特性与应用解析

“电工技术课件：第9章 集成运算放大器及其应用.ppt” 集成运算放大器是模拟集成电路的重要组成部分，广泛应用于各种电子设备中。本课件主要探讨了集成运算放大器的基本概念、特点、结构、以及主要参数。 集成运算放大器与分立电路相比，具有诸多优势，如体积小巧、重量轻、功耗低、可靠性高以及成本较低。根据集成度的不同，集成电路可以分为小规模集成（SSI）、中规模集成（MSI）、大规模集成（LSI）和超大规模集成（VLSI）。此外，根据导电类型，它们可以是双极型、单极型或兼容型，而功能上则涵盖数字、模拟和混合信号处理。 集成运算放大器的设计通常不包含电感和大电阻，因为制造这些元件在集成工艺中较为困难。为解决这个问题，设计者会利用晶体管恒流源代替电阻，并将晶体管配置为二极管使用。同时，由于集成运放内部的晶体管在同一硅片上制造，它们的温度特性相近，有助于构建温度漂移极小的差动放大器。 集成运算放大器通常由四个主要部分组成：输入级、中间级、输出级和偏置电路。输入级采用差分放大器结构，能有效减少零点漂移和干扰。中间级采用共射放大电路进行电压放大。输出级则是互补对称电路，旨在降低输出电阻并提升带载能力。偏置电路由恒流源构成，确保各级的工作点稳定。 以F007为例，这个运算放大器有特定的引脚功能，如反相输入端（2号脚）、同相输入端（3号脚）、输出端（6号脚）以及电源端（4号脚为正电源，7号脚为负电源），还有用于调零的1号和5号脚。反相输入端的输入信号与输出信号相位相反，而同相输入端则保持相位一致。 了解集成运算放大器的主要参数对于合理选择和正确使用至关重要。例如，最大输出电压（Uopp）定义了放大器可提供的最大不失真输出电压范围。开环电压放大倍数（AUO）是指在没有外部反馈的情况下，运算放大器的差模电压放大能力，通常在10^4到10^7之间，表明其高增益和稳定性。开环（差模）输入电阻（rid）是运算放大器在开环状态下，从两个输入端看到的等效动态电阻，它反映了输入信号对内部电流的影响程度。 集成运算放大器是现代电子系统中的关键组件，其特性决定了许多电路的功能和性能。掌握这些基础知识对于理解和设计涉及运算放大器的电路至关重要。