集成運(yùn)算放大器的組成及主要參數(shù)

運(yùn)算放大器是具有很高放大倍數(shù)的直接耦合放大器，運(yùn)算放大器被集成在一小塊硅片上(簡稱芯片)稱它為模擬集成電路(又稱線性電路組件)，數(shù)字集成電路稱為開關(guān)電路組件。

集成運(yùn)放器的組成

集成運(yùn)放器內(nèi)部是一個(gè)多級直接耦合放大電路。輸入級采用差動(dòng)放大電路以減小零點(diǎn)漂移。輸出級采用互補(bǔ)式功率放大電路，故輸出阻抗很小，有一定的帶負(fù)載能力。兩級之間還有中間級(單位增益電路)，具有很高的電壓放大倍數(shù)，同時(shí)它還需要把雙端輸入信號變換成單端輸出信號，保證雙端輸入信號為零時(shí)，單端輸出電壓亦為零。

同相端和反相端

輸入端的瞬時(shí)極性與輸出端瞬時(shí)極性相同，稱為同相端。輸入端的瞬時(shí)極性與輸出端相反，稱為反相端。

電源

集成運(yùn)放器使用的電源有三類，一類用正負(fù)雙電源，另一類用單電源，還有一類既可以用單電源也可用雙電源。

運(yùn)算放大器的放大倍數(shù)

運(yùn)算放大器電壓放大倍數(shù)一般為1×104~1×1011。

運(yùn)放器的電壓傳輸特性

運(yùn)算器的輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系曲線稱為電壓傳輸特性。

運(yùn)放器工作在bc段時(shí)稱為線性應(yīng)用：線性應(yīng)用時(shí)必須滿足|ui|

(1)反相端電位與同相端電位接近相等。

(2)運(yùn)放器的輸入電流等于輸入電壓除以兩個(gè)輸入端之間的輸入電阻，既然輸入電壓是無窮小量，則輸入電流也是無窮小量。

常規(guī)的信號電壓一般都有幾十微伏至毫伏的數(shù)量級，若把它們直接加到運(yùn)放的兩輸入端由于信號太大，輸出電壓肯定恒為正負(fù)最大值±Uom，輸出不隨輸入的變化而變化。因此，運(yùn)放器在線性應(yīng)用時(shí)，并不是簡單的把輸入信號接入輸入端，而是把信號與負(fù)反饋量的差值作用到運(yùn)放器的輸入端，負(fù)反饋顯然犧牲了放大倍數(shù)，但換回改善失真，改善輸入輸出阻抗及工作穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。放大倍數(shù)越大越可使用負(fù)反饋加深，效果越顯著。

運(yùn)放器工作在ab和cd段時(shí)稱為非線性應(yīng)用：此時(shí)|ui|>Uom/Ao，此時(shí)輸出電壓僅有正負(fù)最大電壓兩種取值±Uom。

集成運(yùn)算放大器主要參數(shù)

開環(huán)差模增益Aod：運(yùn)放未接外圍負(fù)反饋元件且運(yùn)放器仍處于線性段工作時(shí)，輸出電壓與兩輸入端之間電壓的比值。又叫做開環(huán)電壓放大倍數(shù)，也可以用Ao表示。

最大差模輸入電壓Uidm：兩輸入端之間的電壓差值，超過該值管子發(fā)射結(jié)會被擊穿。

最大共模輸入電壓Uicm：兩輸入端對地的電壓，超過該值時(shí)，共模抑制能力顯著下降。

最大輸出電壓±Uom：輸出額定電流時(shí)輸出的正向和負(fù)向飽和電壓。一般情況下比正負(fù)電源電壓小0.5~2V。

靜態(tài)功耗：輸入電壓等于零和空載時(shí)，運(yùn)放器的功率損耗，約50~100mW。

電源電壓±Ucc：一般給出一定的范圍值，超過時(shí)會損壞。

輸入失調(diào)電壓Uos：運(yùn)算器差動(dòng)級實(shí)際很難做到完全對稱，為了使輸出電壓為零，兩輸入端之間所需要加入的補(bǔ)償電壓叫失調(diào)電壓，失調(diào)電壓越小越好。

輸入失調(diào)電流Ios：兩輸入端基極偏置電流的差值(Ios=|IB1-IB2|)，主要由于差動(dòng)及晶體管β值不一致造成，約1~100nA，其值越小越好。

輸入基極電流IB：兩差動(dòng)管基極偏置電流的平均值(IB=(IB1+IB2)/2)。約10nA~1uA，基極電流太大時(shí)，信號源內(nèi)阻對運(yùn)放器靜態(tài)工作點(diǎn)有較大影響且零漂加劇。