【文章內(nèi)容簡介】 。Date 48集成電路原理及應(yīng)用 山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院(2)14573CMOS程控四運放的性能特點 ? 輸入電阻大；? 差模輸入電壓范圍大，一般為－ ～ VDD+；? 電源電壓范圍大，可以單電源供電 (～ 15V)， 也可以雙電源供電 (177?！?177。)，? 且正負電源可以不對稱；? 具有良好的匹配和溫度跟蹤特性；? 電流源電路可以由外部程控；? 當(dāng)恒流源有電流時，電路進入工作狀態(tài)，? 改變偏置電流，可以改變運放參數(shù)，? 沒有偏置時便處于截止狀態(tài)。Date 49集成電路原理及應(yīng)用 山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院 集成運放的表示符號及其引出端1. 集成運放的封裝形式及管腳排列主要有兩類：雙列直插封裝和金屬圓帽封裝。 圖 124 雙列直插封裝引腳 排列圖 (頂視圖 ) 圖 125 金屬圓帽封裝引腳 排列圖 (底視圖 )Date 50集成電路原理及應(yīng)用 山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院2. 集成運放的表示符號及引出端(1) 集成運放的表示符號 (2) 集成運放的引出端有五類引出端，分別是：兩個輸入端、一個輸出端、電源端、 調(diào)零端、相位補償端。 uou?u+ +? +A+?u?u+uoDate 51集成電路原理及應(yīng)用 山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院(3) 說明? 集成運放輸入端、輸出端、電源端在電路符號上標示的位置比較固定，而調(diào)零端、相位補償端則不同，可在兩斜邊的任意位置標出。? 畫原理圖時， 只標出兩個輸入端和一個輸出端，而將電源端、調(diào)零端、相位補償端略去。必要時可標出所需說明的引出端，如調(diào)零端等。? 在用于施工圖中， 必須將全部引出端和所連元件、連接方式完整地表示出來，并在相應(yīng)的引出端標出器件管腳的編號，在其電路符號內(nèi)標出集成運放的型號和編號。Date 52集成電路原理及應(yīng)用 山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院圖 127 BG305用作反相放大器 時 的 實際 接 線圖Date 53集成電路原理及應(yīng)用 山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院 集成運放的主要參數(shù)和分類 集成運放的主要直流參數(shù) 集成運放的主要交流參數(shù) 集成運放的分類Date 54集成電路原理及應(yīng)用 山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院 集成運放的主要直流參數(shù)1. 輸入失調(diào)電壓 Uos? 為了使集成運放在零輸入時達到零輸出，需在其輸入端加一個直流補償電壓，這個直流補償電壓的大小即為 輸入失調(diào)電壓， 兩者的方向相反。? 輸入失調(diào)電壓 一般是 mV數(shù)量級。? 采用雙極型三極管作為輸入級的運放，其 Uos約為 1～ 10mV； 采用場效應(yīng)管作為輸入級的集成運放，其 Uos大的多；而對于高精度、低漂移型的集成運放，其 Uos的值一般很小。Date 55集成電路原理及應(yīng)用 山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院2. 輸入失調(diào)電壓的溫度系數(shù) ?Uos/?T3. 輸入偏置電流 IB? 在一確定的溫度變化范圍內(nèi)，失調(diào)電壓的變化與溫度變化的比值定義為 輸入失調(diào)電壓的溫度系數(shù)。? 一般集成運放輸入失調(diào)電壓的溫度系數(shù)約為10~20?V/℃ ； 而高精度、低漂移集成運放的溫度系數(shù)在 1?V/℃ 以下。? 當(dāng)集成運放的輸入電壓為零，輸出電壓也為零時，其兩個輸入端偏置電流平均值定義為 輸入偏置電流。 兩個輸入端的偏置電流分別記為 IB+、 IB?，而 IB表示為Date 56集成電路原理及應(yīng)用 山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院對雙極型三極管輸入的， IB約為 10nA~1?A左右；對場效應(yīng)管輸入的， IB一般小于 1nA。4. 輸入失調(diào)電流 Ios當(dāng)集成運放的輸入電壓為零，輸出電壓也為零時，兩個輸入偏置電流的差值，稱為輸入失調(diào)電流。一般來說，偏置電流越大，其輸入失調(diào)電流也越大。即Date 57集成電路原理及應(yīng)用 山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院輸入偏置電流和輸入失調(diào)電流的溫度系數(shù)，分別用 ?IB/?T和 ? Ios/?T來表示。 ? 由于輸入失調(diào)電壓、輸入失調(diào)電流以及輸入偏置電流均為溫度的函數(shù)，所以 產(chǎn)品手冊中均應(yīng)注明這些參數(shù)的測試溫度。? 需要指出的是， 上述各參數(shù) 均 與電源電壓 以及集成運放輸入端所加的 共模電壓值有關(guān)。? 手冊中的參數(shù)一般是指在標準電源電壓值以及零共模輸入電壓下的測試值。Date 58集成電路原理及應(yīng)用 山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院5. 差模開環(huán)直流電壓增益 Aud實際集成運放的 差模開環(huán)電壓增益是頻率函數(shù)，手冊中的差模開環(huán)電壓增益均指直流 (或低頻 )開環(huán)電壓增益。大多數(shù)均 大于 104倍 以上。? 集成運放工作于線性區(qū)時，差模電壓輸入后，其輸出電壓變化 ?Uo與差模輸入電壓變化 ?Uid的比值，稱為 差模開環(huán)電壓增益， 即：或Date 59集成電路原理及應(yīng)用 山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院6. 共模擬制比 CMRR? 集成運放工作于線性區(qū)時，其差模電壓增益 Aud與共模電壓增益 Auc之比稱為 共模抑制比， 即? 與差模開環(huán)電壓增益類似， CMRR也是頻率的函數(shù)。 集成運放手冊中給出的參數(shù)值均指直流（或低頻）時的 CMRR。 多數(shù)在 80dB以上?；駾ate 60集成電路原理及應(yīng)用 山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院 PSRR集成運放工作于線性區(qū)時，輸入失調(diào)電壓隨電源電壓改變的變化率稱為 電源電壓抑制比：若以分貝為單位，表示為若 PSRR為 100dB，相當(dāng)于 10?V/V。 一般低漂移集成運放 PSRR為 90~100dB， 相當(dāng)于 2~20?V/V。 需說明的是，對于有些集成運放， 其正負電源電壓抑制比并不相同， 使用時應(yīng)注意。Date 61集成電路原理及應(yīng)用 山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院8. 輸出峰－峰電壓 Uopp UicM? 指在特定負載條件下，集成運放能輸出的最大電壓幅度。正、負向的電壓擺幅往往并不相同。? 當(dāng)集成運放的共模抑制特性顯著變壞時的共模輸入電壓即為 最大共模輸入電壓。? 目前大多數(shù)集成運放正、負電壓擺幅均大于 10V。? 有時將共模抑制比（在規(guī)定的共模輸入電壓時）下降 6dB時所加的共模輸入電壓值，作為最大共模輸入電壓。Date 62集成電路原理及應(yīng)用 山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院 UidM? 是集成運放兩輸入端所允許加的最大電壓差。? 當(dāng)差模輸入電壓超過此電壓值時，集成運放輸入級的三極管將被反向擊穿，甚至損壞。1. 開環(huán)帶寬 BW? 集成運放的開環(huán)電壓增益 下降 3dB(或直流增益的 )時所對應(yīng)的信號頻率稱為開環(huán)帶寬。 集成運放的主要交流參數(shù)Date 63集成電路原理及應(yīng)用 山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院2. 單位增益帶寬 GW? 指集成運放在 閉環(huán)增益為 1倍 狀態(tài)下，當(dāng)用正弦小信號驅(qū)動時，其 閉環(huán)增益下降至 。? 當(dāng)集成運放的頻率特性具有單極點響應(yīng)時，其 單位增益帶寬可表示為 GW =Aud f? 當(dāng)集成運放具有多極點的頻率響應(yīng)時，其單位增益帶寬與開環(huán)帶寬沒有直接關(guān)系，此時采用增益帶寬乘積參數(shù)表示。? 集成運放閉環(huán)工作時的頻率響應(yīng)主要決定于單位增益帶寬。Date 64集成電路原理及應(yīng)用 山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院? 注意：3. 轉(zhuǎn)換速率 (或電壓擺率 )SR? 這兩個頻率參數(shù)均指集成運放 小信號工作時 頻率特性。此時的小信號輸出范圍約為 00~200mV。? 當(dāng)集成運放處在 大信號工作時， 其輸入級將工作于非線性區(qū)，這時集成運放的 頻率特性將會發(fā)生明顯變化。? 在額定的負載條件下，當(dāng)輸入階躍大信號時，集成運放輸出電壓的最大變化率稱為 轉(zhuǎn)換速率。?見下圖（圖 131）。Date 65集成電路原理及應(yīng)用 山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院圖 131 轉(zhuǎn)換速率 SR的定義? 的通常， 集成運放手冊中所給出的轉(zhuǎn)換速率均指閉環(huán)增益為 1倍時的值。? 實際上，在轉(zhuǎn)換期內(nèi)，集成運放輸入級處于開關(guān)工作狀態(tài)，所以集成運放反饋回路不起作用，也 即集成運放轉(zhuǎn)換速率與其閉環(huán)增益無關(guān)。? 反相和同相應(yīng)用時轉(zhuǎn)換速率是不一樣。? 普通運放 轉(zhuǎn)換速率約為1V/?s以下。高速運放 轉(zhuǎn)換速率應(yīng) 大于 10V/?s。Date 66集成電路原理及應(yīng)用 山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院4. 全功率帶寬 BWP? 在額定負載條件下，集成運放閉環(huán)增益為 1 倍時，當(dāng)輸入正弦大信號后，使集成運放輸出電壓幅度達到最大（在一定的失真條件下）的信號頻率，即為 功率帶寬。? 此頻率將受到集成運放轉(zhuǎn)換速率的限制。? 可用下述近似公式估計 SR與 BWP之間的關(guān)系：Date 67集成電路原理及應(yīng)用 山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院圖 132 建立時間 ts的定義5. 建立時間 tS? 集成運放閉環(huán)增益為 1倍時，在一定的負載條件下當(dāng)輸入階躍大信號后，集成運放輸出電壓達到某一特定值的范圍時所需的時間 tS稱為 建立時間 (見右圖 )。? 此誤差帶可用誤差電壓相對于穩(wěn)定值的百分比（也稱為精度）表示。建立時間的長短與精度要求直接有關(guān)， 精度要求越高，建立時間越長。? 此處所指的特定值范圍與穩(wěn)定值之間的 誤差區(qū)， 稱為誤差帶，用 2?來表示。Date 68集成電路原理及應(yīng)用 山東理工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院6. 等效輸入噪聲電壓 屏蔽良好的、無信號輸入的集成運放，在其輸出端產(chǎn)生的任何交流無規(guī)則的干擾電壓，稱為電路的 輸出噪聲電壓。 此噪聲電壓換算到輸入端時就稱為 輸入噪聲電壓 （有時也用噪聲電流表示）。 普通集成運放的輸入噪聲電壓有效值約為0~20?V。Date 69集成電路原理及應(yīng)用 山東理工