Ⅰ 集成放大電路優點與缺點!
可能有點亂,你自己綜合一下吧
集成電路簡稱IC(Integrated Circuit),是60年代初期發展起來的一種半導體器件,它是在半導體製造工藝的基礎上,將各種元器件和連線等集成在一片矽片上而製成的,因此密度高、引線短、外部接線大為減小,從而提高了電子設備的可靠性和靈活性,同時降低了成本。具有體積小、重量輕、成本低、外圍元件少、安裝調試簡單、使用方便的優點;在性能上也優於分立元件,例如溫度穩定性好,功耗小、失真小,特別是集成功率放大器內部還設置有過熱、過電流、過電壓等自動保護功能的電路對電路自行進行保護。
與分立元件組成的同樣電路相比,它具有以下幾方面的特點:
①由集成電路工藝製造出來的元器件,雖然其參數的精度不是很高,受溫度的影響也較大,但由於各有關元器件都同處在一個矽片上,距離又非常接近,因此對稱性較好,適用於構成差分放大電路。
②由集成電路工藝製造出來的電阻,其阻值范圍有一定的局限性,一般大幾十歐到幾十千歐之間,因此在需要很高阻值的電阻時,就要在電路上另想辦法。
③在集成電路中,製造三極體,特別是NPN三極體往往比製造電阻、電容等無源器件更加方便,佔用更少的晶元面積,因而成本更低廉。所以在集成放大電路中,常常用三極體代替電阻,尤其是大電阻。
④集成電路工藝不適於製造幾十皮法以上的電容器,至於電感器就更困難。因此放大級之間通常都採用直接耦合方式,而不採用阻容耦合方式。
⑤直接耦合放大電路中,經常遇到既有NPN又有PNP管的情況,但在單片集成電路中,一般情況下PNP管只能做成橫向的,此時它的β值比較小(1≤0),而不能像分立器件那樣,使PNPT和PNP管的特性匹配得比較接近。在分析時,橫向PNP管的β+1和β值差別比較大。
總起來說,集成運放和分立器件的直接耦合放大電路雖然在工作原理上基本相同,但由於上述原因,在電路的結構形式上二者將不圈套的差別。
Ⅱ 集成運算放大器由哪些基本電路構成
不同的運放他的原理是不同的但基本的方框圖是差不多的
集成運算放大器(integrated
operational
amplifier)簡稱集成運放,是由多級直接耦合放大電路組成的高增益模擬集成電路。它的增益高(可達60~180db),輸入電阻大(幾十千歐至百萬兆歐),輸出電阻低(幾十歐),共模抑制比高(60~170db),失調與飄移小,而且還具有輸入電壓為零時輸出電壓亦為零的特點,適用於正,負兩種極性信號的輸入和輸出。
模擬集成電路一般是由一塊厚約0.2~0.25mm的p型矽片製成,這種矽片是集成電路的基片。基片上可以做出包含有數十個或更多的bjt或fet、電阻和連接導線的電路。
運算放大器除具有+、-輸入端和輸出端外,還有+、-電源供電端、外接補償電路端、調零端、相位補償端、公共接地端及其他附加端等。它的閉環放大倍數取決於外接反饋電阻,這給使用帶來很大方便。
按照集成運算放大器的參數分類折疊
1)、通用型運算放大器
通用型運算放大器就是以通用為目的而設計的。這類器件的主要特點是價格低廉、產品量大面廣,其性能指
標能適合於一般性使用。例ma741(單運放)、lm358(雙運放)、lm324(四運放)及以場效應管為輸入
級的lf356
都屬於此種。它們是目前應用最為廣泛的集成運算放大器。
2)、高阻型運算放大器
這類集成運算放大器的特點是差模輸入阻抗非常高,輸入偏置電流非常小,一般rid>(109~1012)w,iib
為
幾皮安到幾十皮安。實現這些指標的主要措施是利用場效應管高輸入阻抗的特點,用場效應管組成運算放大
器的差分輸入級。用fet
作輸入級,不僅輸入阻抗高,輸入偏置電流低,而且具有高速、寬頻和低雜訊等優點,
但輸入失調電壓較大。常見的集成器件有lf356、lf355、lf347(四運放)及更高輸入阻抗的ca3130、ca3140
等。
3)、低溫漂型運算放大器
在精密儀器、弱信號檢測等自動控制儀表中,總是希望運算放大器的失調電壓要小且不隨溫度的變化而變
化。低溫漂型運算放大器就是為此而設計的。目前常用的高精度、低溫漂運算放大器有op-07、op-27、ad508
及由mosfet
組成的斬波穩零型低漂移器件icl7650
等。
4)、高速型運算放大器
在快速a/d
和d/a
轉換器、視頻放大器中,要求集成運算放大器的轉換速率sr
一定要高,單位增益帶寬bwg
一定要足夠大,像通用型集成運放是不能適合於高速應用的場合的。高速型運算放大器主要特點是具有高的
轉換速率和寬的頻率響應。常見的運放有lm318、ma715
等,其sr=50~70v/ms,bwg>20mhz。
5)、低功耗型運算放大器
由於電子電路集成化的最大優點是能使復雜電路小型輕便,所以隨著攜帶型儀器應用范圍的擴大,必須使用
低電源電壓供電、低功率消耗的運算放大器相適用。常用的運算放大器有tl-022c、tl-060c
等,其工作電
壓為±2v~±18v,消耗電流為50~250ma。目前有的產品功耗已達微瓦級,例如icl7600
的供電電源為1.5v,
功耗為10mw,可採用單節電池供電。
6)、高壓大功率型運算放大器
運算放大器的輸出電壓主要受供電電源的限制。在普通的運算放大器中,輸出電壓的最大值一般僅幾十伏,
輸出電流僅幾十毫安。若要提高輸出電壓或增大輸出電流,集成運放外部必須要加輔助電路。高壓大電流集成運算放大器外部不需附加任何電路,即可輸出高電壓和大電流。例如d41集成運放的電源電壓可達±150v,ua791集成運放的輸出電流可達1a。
Ⅲ 關於集成電路運算放大器的問題
1、差分放大器的輸入信號有:差模信號(這是有用信號),還有共模信號(這是有害信號)。當然我們不想要有害的共模信號,但是,在實際的電路中存在這種共模信號。
共模信號的來源:(1)溫度變化引起的前級工作點的變化,由直接耦合電路送到後級,對後級來說,就是一個共模信號;
(2)就象你說的,若前面是兩個大小不等的正信號,比如,左7mV,右5mV,那麼兩者差就是總差模信號:2mV,相當於在左有一個+1mV 信號,而在右有一個 -1mV信號;而兩者和除以2=6mV,就是共模信號,就是在左還有一個 +6mV,而在右也有一個 +6mV,你看,在左不就是:(+6)+(+1)=7mV,在右,就是: (+6)+(-1)=5mV 了嗎?
當然,在學習的時候,為了講明白,就分別講輸入「純差模信號」和「純共模信號」的情況。
而實際是差模與共模共存的。就像你說的:只要兩者之差不為零就行。(兩者差為零時就只有共模信號而沒有差模信號了)
2、這就是對「虛短」的理解了:虛短不是真的短路,如果輸入端真的短路,那輸出就真的等於零了。在這里,只是說:這兩點間的電壓極小,但是,由於運算放大器的放大倍數極大,這一個極小乘一個極大,由數學可以知道:是可以等於一個不太大也不太小的值的。
引入虛短是為了便於計算。你看:在這個電路中,ui=up,而up=un(這一步就是由兩個輸入端虛短而得出),而un=uo*R1/(R1+R2),
所以ui=uo*R1/(R1+R2),Au=uo/ui=1+R2/R1
3、Rp是為了靜態時(這時輸入端接著信號源,但是信號電壓等於零,就相當於輸入端接地)兩個輸入端子對地平衡,兩個端子上的接地電阻應當一樣大,要達到這一點,在第一個圖上:Rp=R1‖R2,(‖號是並聯)
在第二個圖上:R1‖RF=R2‖R3,作用與第一個圖一樣。如果不用R2與R3,將會在輸入等於零時,輸出可能不等於零,輸出產生誤差。所以在實際電路中不可省。
補充:你看書上,集成運放有一個性能指標--輸入失調電壓Uio,是說當輸入電壓為零時,輸出電壓Uo並不為零,要想使輸出為零,就需要在輸入端加一個Uio才能使輸出為零。顯然,這個Uio是越小越好。但是,它的大小是由輸入級差動放大電路的對稱性決定的,這個對稱性一是要保證在生產時電路要盡可能做得對稱,二要在使用時電路的外接元件也要盡量做到對稱。這樣才能使Uio盡可能小。這樣,當輸入電壓等於零時,才能使輸出電壓最接近於零。
Ⅳ 集成電路運算放大器中的電流源具有哪些特點
集成運算放大器中的電流源一般是用電流鏡或者電流鏡的派生產品微電流源等做的,具有工作點穩定性幾乎不隨溫度變化而變化的優秀特點,用其建立的工作點極其穩定,溫度系數只有大約0.02%/°C,比分壓偏置放大器強了不知多少倍。正因為如此,集成運算放大器無論在炎熱的海南島還是在寒冷的大興安嶺都能穩定工作。集成運算放大器的應用如此廣泛,其工作點極其穩定,是一個重要原因。
關於電流鏡更多的特點,可參見最新版《模擬電子技術簡明教程》元增民,清華大學出版社2014。
Ⅳ 集成電路運算放大器產生誤差的主要原因是什麼
想問一下你是指集成電路運放外圍應用產生誤差還是集成電路運放本身產生誤差.
如果是集成電路運放外圍應用產生誤差的話,那麼誤差原因從外圍元器件失配去找.
如果是集成電路運放內部電路產生誤差的話,這個原因主要是由於內部管子失配造成的.失配的原因是多方面的,主要是工藝上的偏差照成的,從而引起集成電路的失調,產生失調電壓.
Ⅵ 集成電路運算放大器中的電流源具有哪些特點
不管是不是集成電路,電流源的內阻相對負載阻抗很大,負載阻抗波動不會改變電流大小。具有工作點穩定性幾乎不隨溫度變化而變化的優秀特點。
Ⅶ 電工學中集成運算放大器是什麼意思啊
集成運算放大器(Integrated Operational Amplifier)簡稱集成運放,是由多級直接耦合放大電路組成的高增益模擬集成電路。它的增益高(可達60~180dB),輸入電阻大(幾十千歐至百萬兆歐),輸出電阻低(幾十歐),共模抑制比高(60~170dB),失調與飄移小,而且還具有輸入電壓為零時輸出電壓亦為零的特點,適用於正,負兩種極性信號的輸入和輸出。
模擬集成電路一般是由一塊厚約0.2~0.25mm的P型矽片製成,這種矽片是集成電路的基片。基片上可以做出包含有數十個或更多的BJT或FET、電阻和連接導線的電路。
運算放大器除具有+、-輸入端和輸出端外,還有+、-電源供電端、外接補償電路端、調零端、相位補償端、公共接地端及其他附加端等。它的閉環放大倍數取決於外接反饋電阻,這給使用帶來很大方便。
Ⅷ 集成電路運算放大器產生誤差的主要原因是什麼
集成電路運算放大器產生誤差的主要原因:
一是製造原因,任何電路生產出來都有誤差。
二是測量的過程中的誤差,有測量原件誤差、電源電壓誤差和測量表計誤差。比如零點漂移,主要有溫度引起。如電壓電流參數的化變,元件的老化都會會隨著溫度的變化而產生輸出電壓的漂移。
(8)集成電路放大器擴展閱讀:
組成
集成運算放大器是一種具有高電壓放大倍數的直接耦合放大器,主要由輸入、中間、輸出三部分組成。輸入部分是差動放大電路,有同相和反相兩個輸入端;前者的電壓變化和輸出端的電壓變化方向一致,後者則相反。中間部分提供高電壓放大倍數,經輸出部分傳到負載。
它的引出端子和功能如圖所示。其中調零端外接電位器,用來調節使輸入端對地電壓為零(或某一預定值)時,輸出端對地電壓也為零(或另一個預定值)。補償端外接電容器或阻容電路,以防止工作時產生自激振盪(有些集成運算放大器不需要調零或補償)。供電電源通常接成對地為正或對地為負的形式,而以地作為輸入、輸出和電源的公共端。
基本應用
1、差動輸入級 使運放具有盡可能高的輸入電阻及共模抑制比。
2、中間放大級 由多級直接耦合放大器組成,以獲得足夠高的電壓增益。
3、輸出級 可使運放具有一定幅度的輸出電壓、輸出電流和盡可能小的輸出電阻。在輸出過載時有自動保護作用以免損壞集成塊。輸出級一般為互補對稱推挽電路。
4、偏置電路為各級電路提供合適的靜態工作點。為使工作點穩定,一般採用恆流源偏置電路。