Ⅰ 集成放大电路优点与缺点!
可能有点乱,你自己综合一下吧
集成电路简称IC(Integrated Circuit),是60年代初期发展起来的一种半导体器件,它是在半导体制造工艺的基础上,将各种元器件和连线等集成在一片硅片上而制成的,因此密度高、引线短、外部接线大为减小,从而提高了电子设备的可靠性和灵活性,同时降低了成本。具有体积小、重量轻、成本低、外围元件少、安装调试简单、使用方便的优点;在性能上也优于分立元件,例如温度稳定性好,功耗小、失真小,特别是集成功率放大器内部还设置有过热、过电流、过电压等自动保护功能的电路对电路自行进行保护。
与分立元件组成的同样电路相比,它具有以下几方面的特点:
①由集成电路工艺制造出来的元器件,虽然其参数的精度不是很高,受温度的影响也较大,但由于各有关元器件都同处在一个硅片上,距离又非常接近,因此对称性较好,适用于构成差分放大电路。
②由集成电路工艺制造出来的电阻,其阻值范围有一定的局限性,一般大几十欧到几十千欧之间,因此在需要很高阻值的电阻时,就要在电路上另想办法。
③在集成电路中,制造三极管,特别是NPN三极管往往比制造电阻、电容等无源器件更加方便,占用更少的芯片面积,因而成本更低廉。所以在集成放大电路中,常常用三极管代替电阻,尤其是大电阻。
④集成电路工艺不适于制造几十皮法以上的电容器,至于电感器就更困难。因此放大级之间通常都采用直接耦合方式,而不采用阻容耦合方式。
⑤直接耦合放大电路中,经常遇到既有NPN又有PNP管的情况,但在单片集成电路中,一般情况下PNP管只能做成横向的,此时它的β值比较小(1≤0),而不能像分立器件那样,使PNPT和PNP管的特性匹配得比较接近。在分析时,横向PNP管的β+1和β值差别比较大。
总起来说,集成运放和分立器件的直接耦合放大电路虽然在工作原理上基本相同,但由于上述原因,在电路的结构形式上二者将不圈套的差别。
Ⅱ 集成运算放大器由哪些基本电路构成
不同的运放他的原理是不同的但基本的方框图是差不多的
集成运算放大器(integrated
operational
amplifier)简称集成运放,是由多级直接耦合放大电路组成的高增益模拟集成电路。它的增益高(可达60~180db),输入电阻大(几十千欧至百万兆欧),输出电阻低(几十欧),共模抑制比高(60~170db),失调与飘移小,而且还具有输入电压为零时输出电压亦为零的特点,适用于正,负两种极性信号的输入和输出。
模拟集成电路一般是由一块厚约0.2~0.25mm的p型硅片制成,这种硅片是集成电路的基片。基片上可以做出包含有数十个或更多的bjt或fet、电阻和连接导线的电路。
运算放大器除具有+、-输入端和输出端外,还有+、-电源供电端、外接补偿电路端、调零端、相位补偿端、公共接地端及其他附加端等。它的闭环放大倍数取决于外接反馈电阻,这给使用带来很大方便。
按照集成运算放大器的参数分类折叠
1)、通用型运算放大器
通用型运算放大器就是以通用为目的而设计的。这类器件的主要特点是价格低廉、产品量大面广,其性能指
标能适合于一般性使用。例ma741(单运放)、lm358(双运放)、lm324(四运放)及以场效应管为输入
级的lf356
都属于此种。它们是目前应用最为广泛的集成运算放大器。
2)、高阻型运算放大器
这类集成运算放大器的特点是差模输入阻抗非常高,输入偏置电流非常小,一般rid>(109~1012)w,iib
为
几皮安到几十皮安。实现这些指标的主要措施是利用场效应管高输入阻抗的特点,用场效应管组成运算放大
器的差分输入级。用fet
作输入级,不仅输入阻抗高,输入偏置电流低,而且具有高速、宽带和低噪声等优点,
但输入失调电压较大。常见的集成器件有lf356、lf355、lf347(四运放)及更高输入阻抗的ca3130、ca3140
等。
3)、低温漂型运算放大器
在精密仪器、弱信号检测等自动控制仪表中,总是希望运算放大器的失调电压要小且不随温度的变化而变
化。低温漂型运算放大器就是为此而设计的。目前常用的高精度、低温漂运算放大器有op-07、op-27、ad508
及由mosfet
组成的斩波稳零型低漂移器件icl7650
等。
4)、高速型运算放大器
在快速a/d
和d/a
转换器、视频放大器中,要求集成运算放大器的转换速率sr
一定要高,单位增益带宽bwg
一定要足够大,像通用型集成运放是不能适合于高速应用的场合的。高速型运算放大器主要特点是具有高的
转换速率和宽的频率响应。常见的运放有lm318、ma715
等,其sr=50~70v/ms,bwg>20mhz。
5)、低功耗型运算放大器
由于电子电路集成化的最大优点是能使复杂电路小型轻便,所以随着便携式仪器应用范围的扩大,必须使用
低电源电压供电、低功率消耗的运算放大器相适用。常用的运算放大器有tl-022c、tl-060c
等,其工作电
压为±2v~±18v,消耗电流为50~250ma。目前有的产品功耗已达微瓦级,例如icl7600
的供电电源为1.5v,
功耗为10mw,可采用单节电池供电。
6)、高压大功率型运算放大器
运算放大器的输出电压主要受供电电源的限制。在普通的运算放大器中,输出电压的最大值一般仅几十伏,
输出电流仅几十毫安。若要提高输出电压或增大输出电流,集成运放外部必须要加辅助电路。高压大电流集成运算放大器外部不需附加任何电路,即可输出高电压和大电流。例如d41集成运放的电源电压可达±150v,ua791集成运放的输出电流可达1a。
Ⅲ 关于集成电路运算放大器的问题
1、差分放大器的输入信号有:差模信号(这是有用信号),还有共模信号(这是有害信号)。当然我们不想要有害的共模信号,但是,在实际的电路中存在这种共模信号。
共模信号的来源:(1)温度变化引起的前级工作点的变化,由直接耦合电路送到后级,对后级来说,就是一个共模信号;
(2)就象你说的,若前面是两个大小不等的正信号,比如,左7mV,右5mV,那么两者差就是总差模信号:2mV,相当于在左有一个+1mV 信号,而在右有一个 -1mV信号;而两者和除以2=6mV,就是共模信号,就是在左还有一个 +6mV,而在右也有一个 +6mV,你看,在左不就是:(+6)+(+1)=7mV,在右,就是: (+6)+(-1)=5mV 了吗?
当然,在学习的时候,为了讲明白,就分别讲输入“纯差模信号”和“纯共模信号”的情况。
而实际是差模与共模共存的。就像你说的:只要两者之差不为零就行。(两者差为零时就只有共模信号而没有差模信号了)
2、这就是对“虚短”的理解了:虚短不是真的短路,如果输入端真的短路,那输出就真的等于零了。在这里,只是说:这两点间的电压极小,但是,由于运算放大器的放大倍数极大,这一个极小乘一个极大,由数学可以知道:是可以等于一个不太大也不太小的值的。
引入虚短是为了便于计算。你看:在这个电路中,ui=up,而up=un(这一步就是由两个输入端虚短而得出),而un=uo*R1/(R1+R2),
所以ui=uo*R1/(R1+R2),Au=uo/ui=1+R2/R1
3、Rp是为了静态时(这时输入端接着信号源,但是信号电压等于零,就相当于输入端接地)两个输入端子对地平衡,两个端子上的接地电阻应当一样大,要达到这一点,在第一个图上:Rp=R1‖R2,(‖号是并联)
在第二个图上:R1‖RF=R2‖R3,作用与第一个图一样。如果不用R2与R3,将会在输入等于零时,输出可能不等于零,输出产生误差。所以在实际电路中不可省。
补充:你看书上,集成运放有一个性能指标--输入失调电压Uio,是说当输入电压为零时,输出电压Uo并不为零,要想使输出为零,就需要在输入端加一个Uio才能使输出为零。显然,这个Uio是越小越好。但是,它的大小是由输入级差动放大电路的对称性决定的,这个对称性一是要保证在生产时电路要尽可能做得对称,二要在使用时电路的外接元件也要尽量做到对称。这样才能使Uio尽可能小。这样,当输入电压等于零时,才能使输出电压最接近于零。
Ⅳ 集成电路运算放大器中的电流源具有哪些特点
集成运算放大器中的电流源一般是用电流镜或者电流镜的派生产品微电流源等做的,具有工作点稳定性几乎不随温度变化而变化的优秀特点,用其建立的工作点极其稳定,温度系数只有大约0.02%/°C,比分压偏置放大器强了不知多少倍。正因为如此,集成运算放大器无论在炎热的海南岛还是在寒冷的大兴安岭都能稳定工作。集成运算放大器的应用如此广泛,其工作点极其稳定,是一个重要原因。
关于电流镜更多的特点,可参见最新版《模拟电子技术简明教程》元增民,清华大学出版社2014。
Ⅳ 集成电路运算放大器产生误差的主要原因是什么
想问一下你是指集成电路运放外围应用产生误差还是集成电路运放本身产生误差.
如果是集成电路运放外围应用产生误差的话,那么误差原因从外围元器件失配去找.
如果是集成电路运放内部电路产生误差的话,这个原因主要是由于内部管子失配造成的.失配的原因是多方面的,主要是工艺上的偏差照成的,从而引起集成电路的失调,产生失调电压.
Ⅵ 集成电路运算放大器中的电流源具有哪些特点
不管是不是集成电路,电流源的内阻相对负载阻抗很大,负载阻抗波动不会改变电流大小。具有工作点稳定性几乎不随温度变化而变化的优秀特点。
Ⅶ 电工学中集成运算放大器是什么意思啊
集成运算放大器(Integrated Operational Amplifier)简称集成运放,是由多级直接耦合放大电路组成的高增益模拟集成电路。它的增益高(可达60~180dB),输入电阻大(几十千欧至百万兆欧),输出电阻低(几十欧),共模抑制比高(60~170dB),失调与飘移小,而且还具有输入电压为零时输出电压亦为零的特点,适用于正,负两种极性信号的输入和输出。
模拟集成电路一般是由一块厚约0.2~0.25mm的P型硅片制成,这种硅片是集成电路的基片。基片上可以做出包含有数十个或更多的BJT或FET、电阻和连接导线的电路。
运算放大器除具有+、-输入端和输出端外,还有+、-电源供电端、外接补偿电路端、调零端、相位补偿端、公共接地端及其他附加端等。它的闭环放大倍数取决于外接反馈电阻,这给使用带来很大方便。
Ⅷ 集成电路运算放大器产生误差的主要原因是什么
集成电路运算放大器产生误差的主要原因:
一是制造原因,任何电路生产出来都有误差。
二是测量的过程中的误差,有测量原件误差、电源电压误差和测量表计误差。比如零点漂移,主要有温度引起。如电压电流参数的化变,元件的老化都会会随着温度的变化而产生输出电压的漂移。
(8)集成电路放大器扩展阅读:
组成
集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合放大器,主要由输入、中间、输出三部分组成。输入部分是差动放大电路,有同相和反相两个输入端;前者的电压变化和输出端的电压变化方向一致,后者则相反。中间部分提供高电压放大倍数,经输出部分传到负载。
它的引出端子和功能如图所示。其中调零端外接电位器,用来调节使输入端对地电压为零(或某一预定值)时,输出端对地电压也为零(或另一个预定值)。补偿端外接电容器或阻容电路,以防止工作时产生自激振荡(有些集成运算放大器不需要调零或补偿)。供电电源通常接成对地为正或对地为负的形式,而以地作为输入、输出和电源的公共端。
基本应用
1、差动输入级 使运放具有尽可能高的输入电阻及共模抑制比。
2、中间放大级 由多级直接耦合放大器组成,以获得足够高的电压增益。
3、输出级 可使运放具有一定幅度的输出电压、输出电流和尽可能小的输出电阻。在输出过载时有自动保护作用以免损坏集成块。输出级一般为互补对称推挽电路。
4、偏置电路为各级电路提供合适的静态工作点。为使工作点稳定,一般采用恒流源偏置电路。