集成运算放大器的工作原理（集成运算放大器）

大家好，我是小新，我来为大家解答以上问题。集成运算放大器的工作原理，集成运算放大器很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

1、一、集成运算放大器的组成

1、 集成运算放大器的类型很多，它们大多数都是一种具有高放大倍数的直接耦合放大器。虽然不同型号集成运算放大器的内部电路各不相同，但原则上它们都由输入级、中间放大级、低阻输出级及偏置电路组成，其电路框图如图18-40(a)所示。输入级有U+和U_两个输入端。当在U+端输入Ui信号时，输出信号Uo与Ui的极性相同，故称U+端为同相输入端；当在U_端输入Ui时，输出信号Uo与Ui的极性相反，故称U_为反向输入端。图18-40(b)所示为集成运算放大器的电路符号。

2、从使用角度看，人们并不注重集成运算放大器的内部电路，而是着重研究其外部特性，所谓的外部特性是指人们利用生产厂家提供的运算放大器参数构成的表征外特性的运放电路模型。

3、 二、集成运算放大器的分类

4、

4、1．通用型集成运算放大器

5、通用型集成运算放大器是指它的技术参数比较适中，可满足大多数情况下的使用要求。通用型集成运算放大器又分为Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型，其中Ⅰ型属低增益运算放大器，Ⅱ型属中增益运算放大器，Ⅲ型为高增益运算放大器。Ⅰ型和Ⅱ型基本上是早期的产品，其输入失调电压在2mV左右，开环增益一般大于80dB。

6、2．高精度集成运算放大器

7、高精度集成运算放大器是指那些失调电压小，温度漂移非常小，以及增益、共模抑制比非常高的运算放大器。这类运算放大器的噪声也比较小。其中单片高精度集成运算放大器的失调电压可小到几微伏，温度漂移小到几十微伏每摄氏度。

8、3．高速型集成运算放大器

9、高速型集成运算放大器的输出电压转换速率很大，有的可达2～3kV／μs。

10、4．高输入阻抗集成运算放大器

11、高输入阻抗集成运算放大器的输入阻抗十分大，输入电流非常小。这类运算放大器的输入级往往采用MOS管。

12、5．低功耗集成运算放大器

13、低功耗集成运算放大器工作时的电流非常小，电源电压也很低，整个运算放大器的功耗仅为几十微瓦。这类集成运算放大器多用于便携式电子产品中。

14、6．宽频带集成运算放大器

15、宽频带集成运算放大器的频带很宽，其单位增益带宽可达千兆赫以上，往往用于宽频带放大电路中。

16、7．高压型集成运算放大器

17、一般集成运算放大器的供电电压在15V以下，而高压型集成运算放大器的供电电压可达数十伏。

18、8．功率型集成运算放大器

19、功率型集成运算放大器的输出级，可向负载提供比较大的功率输出。

20、三、集成运算放大器的参数

21、为了表征集成运算放大器在使用时的各种性能，定出了很多特性参数，主要分为静态参数和动态参数，也分别称为直流参数和交流参数。

22、 1．直流参数

23、 (1)开环差模电压增益AuD

24、开环差模电压增益简称开环增益，它是指运算放大器在没有外加反馈环路且工作在低频时的电压增益，即

25、

25、 式中：△U——运算放大器输出电压变化量；

26、 U+——运算放大器同相端输入电压；

27、 U_——运算放大器反相端输入电压。

28、 若以分贝表示，则为20lgAuD(dB)。

29、一个理想的运算放大器，其开环增益应为无穷大。但运算放大器很少开环使用，一般都要加反馈电路，因此该参数主要用来说明运算精度。AUD越大，越稳定，运算精度也就越高。

30、(2)输入失调电压UIO

31、理想的运算放大器，当输入电压U+=U-=O时，输出电压Uo=O。但对于实际的运算放大器，由于种种原因，当U+=U-=O时，Uo≠O。反过来讲，如果要想使Uo=O，则必须在输入端加上一个很小的补偿电压UIO，这个电压就称为输入失调电压。显然，这个电压越小，表示运算放大器的性能越好。

32、 (3)输入失调电压温度系数αUIO

33、 在一定温度范围内，输入失调电压的变化量与温度变化量的比值定义为输入失调电压的温度系数，一般表示为

34、

34、 式中：UIO(T1)——温度为T1时的输入失调电压；

35、 UIO(T2)——温度为T2时的输入失调电压。

36、通用型运算放大器的输入失调电压温度系数αUIO为±(10～20)μV／℃；高精度运算放大器约为±1μV／℃。

37、 (4)输入失调电流IIO

38、 当运算放大器直流输出为零时，两输入端输入偏置电流之差称为输入失调电流。它一般为零点几微安至几微安。

39、(5)输入偏置电流IIB

40、当运算放大器直流输出为零时，两个输入端静态偏置电流的平均值称为输入偏置电流，即

41、

41、双极型三极管作为输入级的集成运算放大器的输入偏置电流IIB为10nA～10μA；场效应三极管作为输入级的集成运算放大器的输入偏置电流IIB一般小于1nA。

42、(6)共模抑制比KCMR

43、理想的运算放大器，对于共模输入电压不会产生输出电压，就是说，只要U+=U-，Uo=Oo但实际上，同相输入端和反相输入端的电压不可能完全相同，因此也就不能完全抵消共模输入电压。

44、如果以Ujcm为共模输入电压，且Ujcm=U+=U-；而输出电压为Uocm，则共模电压增益为

45、

46、如果对应的开环增益为AUD，则共模抑制比为

46、若以以分贝表示，则

47、

48、

48、一般希望KCMR越大越好，通常KCMR为70～80dB。

49、(7)最大输出电压Uopp

50、最大输出电压足指在一定的负载和非线性条件下，集成运算放大器输出的最大电压幅度。

51、(8)最大共模输入电压UICM

52、如果不断增加运算放大器输入端的共模电压，直到运算放大器的共模抑制比显著变坏为止，这个共模输入电压即为最大共模输入电压。

53、(9)最大差模输入电压UIDM

54、如果不断增加运算放大器输入端的差模电压，直到运算放大器中有三极管退出线性区为止，这个输入的差模电压即为最大差模输入电压

55、2．交流参数

56、 (1)开环带宽BW

57、当工作频率增加时，集成运算放大器的开环电压增益从直流增益下降3dB时所对应的信号频率称为开环带宽，由于开环增益测量比较困难，往往采用单位增益带宽。

58、(2)单位增益带宽BW(GB)

59、单位增益带宽是指运算放大器闭环增益为1倍的条件下，用正弦小信号驱动时，其闭环增益下降至0．707倍时的频率。

60、(3)电压转换率SR

61、在额定的负载条件下，当输入阶跃大信号时，集成运算放大器输出电压的最大变换效率即为电压转换率，也称压摆率。

62、(4)等效输入噪声UN

63、等效输入噪声足指当运算放大器的输入端短路时，将产生于输出端的噪声折算到输入端的等效电压值。

64、四、运算放大器基本应用电路

65、 1．反馈电路

本文到此讲解完毕了，希望对大家有帮助。