集成運算放大電路的組成和傳輸特性

今天開始，繼續(xù)總結(jié)模擬電子技術(shù)典型電路的仿真。

集成電路

集成電路（Integrated Circuits，IC）是指利用集成工藝，將構(gòu)成電子電路的元器件（電阻、電容等）以及連接導(dǎo)線集成在同一個半導(dǎo)體芯片上（如硅片），并封裝成一個整體的電子器件。

集成電路的分類：按集成度高低可分為小規(guī)模（SSI）、中規(guī)模（MSI）、大規(guī)模（LSI）和超大規(guī)模（VLSI）；按導(dǎo)電類型可分為雙極型（NPN、PNP管）、單極型（MOS管）和兩者兼容的三種類型。

集成電路的引腳識別：

集成運算放大電路

集成運放是一個雙端輸入、單端輸出、差模電壓放大能力強、高輸入電阻、低輸出電阻、具有溫漂抑制能力的直接耦合的放大電路，因最早應(yīng)用于數(shù)值運算，因此稱為運算放大器。與分立元件組成的放大電路相比，具有體積小、質(zhì)量輕、功耗低、工作可靠、安裝方便而又價格便宜等特點。

1 集成運放的組成

①輸入級常用雙端輸入的差動放大電路構(gòu)成，一般要求輸入電阻高，差模放大倍數(shù)大，抑制共模信號能力強，靜態(tài)電流??；

② 中間級常用多級共射極放大電路組成，放大倍數(shù)可達數(shù)萬倍；

③ 輸出級具有輸出電壓線性范圍寬、輸出電阻小的特點，常用互補對稱輸出電路；

④ 置電路用于向各級提供合適的靜態(tài)工作點，一般用電流源電路組成。

2 集成運放的符號

集成運放有兩個輸入端：uP(同相輸入端，“+”)和uN(反相輸入端“-”)，一個輸出端uo。若輸入電壓從同相端輸入，則輸出端電壓和同相端電壓同相；若輸入電壓從反相端輸入，則輸出端電壓和反相端電壓反相。常見的集成運放符號如圖所示，其中（b）圖中的表示理想運放的開環(huán)放大倍數(shù)為無窮大。

3 集成運放的傳輸特性

(1)線性區(qū)，輸出電壓與輸入電壓（差）呈線性關(guān)系：

由于Aod很大，即使毫伏級以下的輸入信號也足以使輸出電壓飽和，從而無法實現(xiàn)線性放大，因此運放線性應(yīng)用時通常引入深度電壓負反饋。

①虛短

集成運放工作于線性區(qū)時，Aod→∞，因此

上式表明集成運放的uP和uN近似相等，如同短路一樣，但是明顯沒有真正短路，故稱為虛假短路，簡稱“虛短”。

②虛斷

理想集成運放的輸入電阻Ri→∞，且uP-uN≈0，故可認為兩個輸入端的輸入電流為零，即

兩個輸入端如同斷開一樣，但并未真正斷路，因此成為虛假斷路，簡稱“虛斷”。

③虛地工作在線性區(qū)域的反相輸入運算放大器，因同相輸入端接地，根據(jù)“虛短”的結(jié)論，其反相輸入端的電位接近于“地”電位，其實并未接地，將這種現(xiàn)象稱之為“虛地”。

(2)非線性區(qū)

在非線性工作區(qū)，集成運放的輸出電壓處于飽和狀態(tài)（高電平+Uom或低電平-Uom），不再隨輸入電壓而變化。

工作在非線性工作區(qū)時，集成運放的凈輸入電流仍然近似為零（Ri→∞），因此“虛斷”仍成立。由于此時集成運放一般為開環(huán)狀態(tài)或正反饋，所以“虛短”不再成立。

第一天復(fù)工，先寫這么多吧，請注意，“虛短”、“虛斷”、“虛地”都是“虛”的，適當(dāng)?shù)赝纥c“虛”的有助于我們更快地理解集成運放的應(yīng)用。明天繼續(xù)總結(jié)集成運放的典型應(yīng)用電路。