第四章 集成运算放大电路 4.1 集成放大电路的特点 4.2 集成运放的基本组成部分 4.3 集成运放的典型电路

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1 第四章 集成运算放大电路 4.1 集成放大电路的特点 4.2 集成运放的基本组成部分 4.3 集成运放的典型电路
第四章　集成运算放大电路 4.1　集成放大电路的特点 4.2　集成运放的基本组成部分 4.3　集成运放的典型电路 4.4　集成运放的主要技术指标 4.5　理想运算放大器 4.6　各类集成运放的性能特点 4.7　集成运放使用中的几个具体问题

2 本章重点和考点： 1、集成电路的组成及特点。 2、集成运放电路的理想性能指标、F007的应用 3、偏置电路--电流源电路的作用 4、差分放大电路的组态、分析与定性计算

3 4.1 集成放大电路的特点 集成电路简称 IC (Integrated Circuit) 数字集成电路 集成电路按其功能分 模拟集成电路
4.1　集成放大电路的特点 集成电路简称 IC (Integrated Circuit) 数字集成电路 集成电路按其功能分 模拟集成电路 集成运算放大器；集成功率放大器；集成高频放大器；集成中频放大器；集成比较器；集成乘法器；集成稳压器；集成数/模和模/数转换器等。 模拟集成电路类型

4 集成电路的外形 (a)双列直插式 (b)圆壳式 (c)扁平式 图 4.1.1　集成电路的外形

5 集成运算放大电路特点： 1. 对称性好，适用于构成差分放大电路。 　　2. 集成电路中电阻，其阻值范围一般在几十欧到几十千欧之间，如需高阻值电阻时，要在电路上另想办法。 　　3. 在芯片上制作三极管比较方便，常常用三极管代替电阻(特别是大电阻)。 　　4. 在芯片上制作比较大的电容和电感非常困难，电路通常采用直接耦合电路方式。 　　5. 集成电路中的 NPN 、 PNP管的  值差别较大，通常 PNP 的  ≤ 10 。

6 4.2 集成运放的基本组成部分 4.2.1 偏置电路 实质上是一个具有高放大倍数的多级直接耦合放大电路。
4.2　集成运放的基本组成部分 　　实质上是一个具有高放大倍数的多级直接耦合放大电路。 输入级 中间级 输出级 偏置电路 图 4.2.1　集成运算的基本组成 4.2.1　偏置电路 向各放大级提供合适的偏置电流，确定各级静态工作点。

7 一、镜像电流源 (电流镜 Current Mirror)
基准电流 +VCC R IREF + VT1 VT2 IC2 IB1 IB2 2IB IC1 UBE1 UBE2 　　由于 UBE1 = UBE2，VT1与 VT2 参数基本相同，则 IB1 = IB2 = IB；IC1 = IC2 = IC 图 4.2.2 当满足  >> 2 时，则 所以

8 二、比例电流源 由图可得 UBE1 + IE1R1 = UBE2 + IE2R2 由于 UBE1  UBE2 ，则 忽略基极电流，可得
+VCC R IREF + VT1 VT2 IC2 IB1 IB2 2IB IC1 UBE1 UBE2 由图可得 UBE1 + IE1R1 = UBE2 + IE2R2 由于 UBE1  UBE2 ，则 R1 R2 忽略基极电流，可得 图 4.2.3　比例电流源 　　两个三极管的集电极电流之比近似与发射极电阻的阻值成反比，故称为比例电流源。

9 三、微电流源 在镜像电流源的基础上接入电阻 Re。
+VCC R IREF VT1 VT2 IC2 2IB IC1 Re 在镜像电流源的基础上接入电阻 Re。 引入Re使 UBE2 < UBE1，且 IC2 << IC1 ，即在 Re 值不大的情况下，得到一个比较小的输出电流 IC2 。 Re 图 微电流源

10 基本关系 因二极管方程 若 IC1和 IC2 已知，可求出 Re。 +VCC IREF R IC2 2IB IC1 VT1 VT2 Re
图 4.2.4　微电流源 若 IC1和 IC2 已知，可求出 Re。

11 例4.2.1图4.2.5所示电路是F007的电流源部分。其中T10与T11为纵向NPN管； T12与T13是横向PNP管，它们的β为5，b-e间电压值约为0.7V，试求各管的电电流。
解 ≈0.73mA IC10≈28uA ≈0.52mA 图4.2.9　　F007中的电流源电路

12 4.2.2 差分放大输入级 输入级大都采用差分放大电路的形式。 抑制零漂 一、基本形式差分放大电路 ~ 基本形式 电路形式 长尾式 恒流源式
4.2.2　差分放大输入级 输入级大都采用差分放大电路的形式。 基本形式 抑制零漂 电路形式 长尾式 恒流源式 一、基本形式差分放大电路 +VCC Rc2 + VT1 VT2 Rb2 Rc1 Rb1 ~ uId uo R1 R2 1. 电路组成 假设电路完全对称 当 uId = 0时 UCQ1 = UCQ2 UO = 0 图 4.2.6　差分放大电路的基本形式

13 2. 电压放大倍数 　　VT1 和 VT2 基极输入电压大小相等，极性相反，——称为差模输入电压(uId)。 在差模信号作用下： 差模电压放大倍数为

14 uIc ~ 3. 共模抑制比 差模输入电压 uId 差分放大电路 输入电压 共模输入电压 uIc (uIc大小相等，极性相同)
3. 共模抑制比 差模输入电压 uId 差分放大电路 输入电压 共模输入电压 uIc (uIc大小相等，极性相同) +VCC Rc VT1 VT2 Rb ~ + uIc uo R 共模电压放大倍数： Ac 愈小愈好，而Ad 愈大愈好 图 4.2.7　共模输入电压

15 共模抑制比 KCMR 　　(1) KCMR 描述差分放大电路对零点漂移的抑制能力。 KCMR愈大，抑制零漂能力愈强； 　　(2) 理想情况下，电路参数完全对称，Ac = 0， KCMR = ∞。 　　(3) 基本形式差放电路每个三极管的集电极对地电压，其零漂与单管放大电路相同，丝毫没有改善。

16 二、长尾式差分放大电路 ~ 可减小每个管子输出端的温漂。 1. 电路组成 Re 称为“长尾电阻”。且引入共模负反馈。
+VCC Rc + VT1 VT2 ~ uId uo R -VEE Re Re 愈大，共模负反馈愈强。Ac 愈小。每个管子的零漂愈小。 对差模信号无负反馈。 图 4.2.8　长尾式差分放大电路

17 ~ 2. 静态分析 当 uId = 0 时，由于电路结构对称，故：
IBQ1 = IBQ2 = IBQ，ICQ1 = ICQ2 = ICQ ，UBEQ1 = UBEQ2 = UBEQ，UCQ1 =UCQ2 = UCQ， 1=  2=  +VCC Rc + VT1 VT2 ~ uId uo R -VEE Re IBQR + UBEQ + 2IEQRe = VEE 则 ICQ  IBQ (对地) 图 4.2.8　长尾式差分放大电路

18 3. 动态分析 Rc VT1 VT2 + uo R uI1 uI2 图 4.2.8　长尾式差分放大电路的交流通路 则 同理

19 uo uI2 uI1 输出电压为 差模电压放大倍数为 差模输入电阻为 差模输出电阻为 +VCC Rc + RW R Re VEE
图4.2.10　接有调零电位器的长尾差分电路 Rc VT1 VT2 + uo R uI1 uI2 RW VEE +VCC Re 差模输入电阻为 差模输出电阻为

20 复习： 1.IC的组成：输入级、输出级、中间级和偏置电路 2.偏置电路的作用和组成 3.差分输入级的作用和组成 ~ ~ 作用：抑制零漂
+VCC R IREF + VT1 VT2 IC2 IB1 IB2 2IB IC1 UBE1 UBE2 比例电流源 +VCC R IREF VT1 VT2 IC2 2IB IC1 Re 微电流源 +VCC R IREF + VT1 VT2 IC2 IB1 IB2 2IB IC1 UBE1 UBE2 镜像电流源 2.偏置电路的作用和组成 为各级放大电路提供合适的静态电流 作为有源负载，提高电路的放大倍数 +VCC Rc2 + VT1 VT2 Rb2 Rc1 Rb1 ~ uId uo R1 R2 +VCC Rc + VT1 VT2 ~ uId uo R -VEE Re 3.差分输入级的作用和组成 作用：抑制零漂 组成： 动态参数分析：

21 三、恒流源式差分放大电路 uI2 用三极管代替“长尾式”电路的长尾电阻，即构成恒流源式差分放大电路 1. 电路组成 VT3：恒流管 作用：
Rc VT1 VT2 + uo R uI1 uI2 +VCC Re Rb2 Rb1 VEE VT3 VT3：恒流管 作用： 能使 iC1、iC2基本上不随温度的变化而变化，从而抑制共模信号的变化。 图 　恒流源式差分放大电路

22 uo 2. 静态分析 当忽略 VT3 的基极电流时， Rb1 上的电压为 于是得到 Rc + R uI1 uI2 +VCC Re Rb2
2. 静态分析 当忽略 VT3 的基极电流时， Rb1 上的电压为 Rc VT1 VT2 + uo R uI1 uI2 +VCC Re Rb2 Rb1 VEE VT3 于是得到 图 　恒流源式差分放大电路

23 由于恒流三极管相当于一个阻值很大的长尾电阻，它的作用也是引入一个共模负反馈，对差模电压放大倍数没有影响，所以与长尾式交流通路相同。
3. 动态分析 　　由于恒流三极管相当于一个阻值很大的长尾电阻，它的作用也是引入一个共模负反馈，对差模电压放大倍数没有影响，所以与长尾式交流通路相同。 差模电压放大倍数为 Rc VT1 VT2 + uo R uI1 uI2 差模输入电阻为 差模输出电阻为

24 四、差分放大电路的输入、输出接法 差分输入、双端输出； 差分输入、单端输出； 有四种不同的接法 单端输入、双端输出； 单端输入、单端输出。
1. 差分输入、双端输出 Rc VT1 VT2 + uo R uI uI2 +VCC VEE I 图 (a)　差分输入、双端输出

25 2. 差分输入、单端输出 uO 约为双端输出的一半，即 若由 VT2 集电极输出， uO 为“正”。 Rc + uo R uI uI2
+VCC VEE I 　　若由 VT2 集电极输出， uO 为“正”。 uo uo 图 (b)　差分输入、单端输出

26 3. 单端输入、双端输出 单端输入 当共模负反馈足够强时， 则 三极管仍然基本工作在差分状态，所以 +VCC Rc + uo R uI
VT1 VT2 + uo R uI +VCC VEE I 单端输入 当共模负反馈足够强时， 则 图 (c)　单端输入、双端输出 三极管仍然基本工作在差分状态，所以

27 uo uI 4. 单端输入、单端输出 若改从 VT2 集电极输出，则 这种接法比一般的单管放大电路具有较强的抑制零漂的能力。 +VCC Rc
VEE I 　　若改从 VT2 集电极输出，则 图 (d)　单端输入、单端输出 　　这种接法比一般的单管放大电路具有较强的抑制零漂的能力。

28 结 论 (1) 双端输出时，Ad 与单管 Au 基本相同；单端输出时，Ad 约为双端输出时的一半。
结　论 　　(1) 双端输出时，Ad 与单管 Au 基本相同；单端输出时，Ad 约为双端输出时的一半。 双端输出时，Ro = 2Rc；单端输出时， Ro = Rc 。 　　(2) 双端输出时，理想情况下，KCMR →  ；单端输出时，共模抑制比不如双端输出高。 　　(3) 单端输出时，可以选择从不同的三极管输出，而使输出电压与输入电压反相或同相。 　　(4) 单端输出时，由于引入很强的共模负反馈，两个管子仍基本工作在差分状态。 　　(5) 单端输出时， Rid  2(R + rbe)。

29 差分放大电路四种接法的性能比较 差分输入双端输出 差分输入单端输出 单端输入双端输出 单端输入单端输出 Ad Rid Ro
KCMR 很高 较高 Rid Ro

30 差分放大电路四种接法的性能比较 差分输入双端输出 差分输入单端输出 单端输入双端输出 单端输入单端输出
1. Ad 与单管放大电路基本相同。 2.在理想情况下，KCMR∞。 3.适用于差分输入、双端输出，输入信号及负载的两端均不接地的情况。 1. Ad 约为双端输出时的一半。 2.比单管放大电路具有较强的抑制零漂的能力。 3.适用于输入、输出均要求接地的情况。 4.选择不同管子输出，可使输出电压与输入电压反相或同相。 1. Ad 约为双端输出时的一半。 2. 由于引入共模负反馈，仍有较高的KCMR。 3.适用于将双端输入转换为单端输出。 1. Ad 与单管放大电路基本相同。 2.在理想情况下，KCMR∞。 3.适用于将单端输入转换为双端输出。 特 性

31 4.2.3 中间级 一、有源负载 任务：提供足够大的电压放大倍数。 要求：本身具有较高的电压增益；具有较高的
4.2.3　中间级 任务：提供足够大的电压放大倍数。 要求：本身具有较高的电压增益；具有较高的 输入电阻；能向输出级提供较大的推动电流。 一、有源负载 +VCC VT1 VT2 VT3 R I + uI uO VT1：放大三极管； VT2：有源负载； VT3、VT2 镜像电流源。 基准电流 图 　有源负载单管共射放大电路

32 有源负载共射放大电路 T Rb1 Rb2 rce2 1.电路图 2.静态分析（求参考电流，略） 3.动态分析

33 利用镜像电流源 可以使单端输出差分放大电路的差模放大倍数提高到接近双端输出的情况。
有源负载的差分放大电路 +VCC VT1 VT4 VT3 + uI io VT2 I VEE ic3 ic1 ic4 ic2 放大电路采用 差分输入、单端输出； 工作电流由恒流源 I 决定； 输出电流 io = ic4 - ic2 = 2ic4 图 　有源负载的差分放大电路 利用镜像电流源 可以使单端输出差分放大电路的差模放大倍数提高到接近双端输出的情况。

34 二、复合管 可以获得很高的电流放大系数  ； 提高中间级的输入电阻； 提高了集成运放总的电压放大倍数。 优点 复合管的构成：
由两个或两个以上三极管组成。 VT1 b VT2 e c 复合管共射电流放大系数  值 iC iE iC1 iB iC2 + uBE iB1 由图可见 iE1 = iB2 图

35 显然，、rbe 均比一个管子 1、rbe1 提高了很多倍。
则 + uBE iB iB1 iC2 iC iE iE1 = iB2 VT1 b VT2 e c iC1 三极管输入电阻 rbe 其中 所以 图 显然，、rbe 均比一个管子 1、rbe1 提高了很多倍。

36     构成复合管时注意 1. 前后两个三极管连接关系上，应保证前级输出电流与后级输入电流实际方向一致。
　　1. 前后两个三极管连接关系上，应保证前级输出电流与后级输入电流实际方向一致。 　　2. 外加电压的极性应保证前后两个管子均为发射结正偏，集电结反偏，使管子工作在放大区。 复合管的接法 VT1 b VT2 e c VT2 VT1 b e c     (a) NPN 型 (b) PNP 型 图 　复合管的接法

37 (c) NPN 型  c VT1 b VT2 e (d) PNP 型  VT2 VT1 b e c 图 　复合管的接法

38 结 论 1. 两个同类型的三极管组成复合管，其类型与原来相同。复合管的   1 2，复合管的 rbe = rbe1。
结 论 　　1. 两个同类型的三极管组成复合管，其类型与原来相同。复合管的   1 2，复合管的 rbe = rbe1。 　　2. 两个不同类型的三极管组成复合管，其类型与前级三极管相同。复合管的   1 2，复合管的 rbe = rbe1 。 　　3. 在集成运放中，复合管不仅用于中间级，也常用于输入级和输出级。

39 4.2.4 输出级 一、互补对称电路 工作原理： 当输入正弦电压 uI 时 uI > 0，VT1 导通，VT2 截止
4.2.4　输出级 一、互补对称电路 工作原理： R1 VT1 R2 + uo R uI +VCC ic2 VT2 ic1 iB2 iB1 iL RL -VCC NPN PNP VD1 VD2 当输入正弦电压 uI 时 uI > 0，VT1 导通，VT2 截止 iC1：+VCC VT1 RL  地 uI < 0，VT2 导通，VT1 截止 iC2：地 RL VT2  -VCC 图 　互补对称输出级 当 uI 为正弦电压时，iL 与 uO 基本上也是正弦波。

40 1. 互补对称电路工作在射极输出器状态，输出电阻低，带负载能力强。 2. R1、R、R2、VD1、VD2 支路能够减小失真，改善波形。
说明： 　　1. 互补对称电路工作在射极输出器状态，输出电阻低，带负载能力强。 　　2. R1、R、R2、VD1、VD2 支路能够减小失真，改善波形。 图 　交越失真

41 二、由复合管组成的功率输出级 改进： 缺点：由于 VT3、VT4 类型不同，互补性差。 Rb1 Rb2 uo R uI +VCC RL
NPN VD1 VD2 VT1 VT3 PNP VT4 Rb1 Rb2 uo R uI +VCC VT2 RL -VCC VD1 VD2 VT1 VT3 VT4 Rc1 Rc2 图 4.2.3　由复合管组成的 　　　互补对称电路 图 　准互补对称电路 缺点：由于 VT3、VT4 类型不同，互补性差。

42 三、过载保护电路 二极管保护电路 保护元件： VD3、VD4、Re1、Re2。 输出电流正常， VD3、VD4 截止，保护不起作用；
Rb1 Rb2 uo +VCC VT2 RL -VCC VD1 VD2 VT1 uI VD3 VD4 Re1 Re2 　　输出电流正常， VD3、VD4 截止，保护不起作用； 　　若 VT1 正向 IC1， URe1 ，VD3 导通， IB1 ，IC1 。输出电流无法增大，保护功率管 VT1 。 图 　过载保护电路 　　若 VT2 反向电流IC2， URe2 ，VD4 导通， IB2， IC2 。避免 VT2 电流过大。

43 uo uI 三极管保护电路 保护元件： VT3、VT4、Re1、Re2。 工作原理与二极管保护原理类似。  Re 愈大，则 IEm 愈小；
Rb1 Rb2 uo +VCC VT2 RL -VCC VD1 VD2 VT1 uI VT3 VT4 Re1 Re2 工作原理与二极管保护原理类似。 图 　过载保护电路  Re 愈大，则 IEm 愈小；  温度升高， UD、 UBE 降低，Iem 减小。更有利于保护在高温下的集成运放。

44 4.3 集成运放电路简介 4.3.1 双极型集成运放 F007 一、引脚 双极型集成运放 F007 典型的集成运放
4.3　集成运放电路简介 双极型集成运放 F007 典型的集成运放 CMOS 集成运放 C14573 4.3.1　双极型集成运放 F007 一、引脚 (b)连接示意图 (a) 1 2 3 4 8 7 6 5 　F007 的引脚及连接示意图

45 二、电路原理图 图 4.3.2　F007 电路原理图

46 IC13 IC12 1. 偏置电路 基准电流： 基准电流产生各放大级所需的偏置电流。 各路偏置电流的关系： +VCC -VCC R4 R5
VT8 -VCC VT9 VT12 VT13 VT10 VT11 R4 R5 I8 I3,4 IC9 IC10 IREF IC12 基准电流： 至输入级 至中间级 　　基准电流产生各放大级所需的偏置电流。 图 4.3.3　F007 的偏置电路 各路偏置电流的关系： I3, 4 IREF 微电流源 镜像电流源 I11 IC10 IC9 IC8 输入级 镜像电流源 IC13 IC12 中间级 输出级

47 VT1、VT2、VT3、VT4 组成共集 - 共基差分放大电路电路；VT1、VT2 基极接收差分输入信号。
2. 输入级 　　VT1、VT2、VT3、VT4 组成共集 - 共基差分放大电路电路；VT1、VT2 基极接收差分输入信号。 +VCC -VEE VT6 R1 I3,4 IC10 IC9 R2 R3 R RW VT4 VT2 VT7 VT5 VT3 VT1 VT8 VT9 VT5、VT6 有源负载； uI2 uI1 　　VT4 集电极送出单端输出信号至中间级。 uO 　　RW 调零电阻，R 外接电阻。 　　VT7 与R2 组成射极输出器。 图

48 若暂不考虑 VT7 和调零电路则电路可简化为：
+VCC -VEE I3,4 VT4 VT2 VT3 VT1 I8 RC uI1 uI2 uO 　　1. VT1、VT2 共集组态，具有较高的差模输入电阻和共模输入电压。 　　2. 共基组态的 VT3、VT4，与有源负载 VT5、VT6 组合，可以得到很高的电压放大倍数。 图 简化示意图 　　3. VT3、VT4 共基接法能改善频率响应。 　　4. 该电路具有共模负反馈，能减小温漂，提高共模抑制比。

49 输出接在输出级的两个互补对称放大管的基极。
3. 中间级 　　输入来自 VT4 和 VT6集电极； 图 4.3.6　中间级示意图 +VCC -VEE VT15 VT16 IC13 R7  VT17 R8 30pF  　　输出接在输出级的两个互补对称放大管的基极。 　　中间级 VT16、 VT17 组成复合管， VT13 作为其有源负载。 　　8、9两端外接30pF 校正电容防止产生自激振荡。

50 uo uI 4. 输出级 VT14、 VT18 、VT19 准互补对称电路； VD1、 VD2 、R9、R10 过载保护电路；
IC13 R8 uo +VCC -VEE VT14 uI VD1 R9 R10 VT19 VT18 R7 VT15 VD2 　　VT14、 VT18 、VT19 准互补对称电路； 　　VD1、 VD2 、R9、R10 过载保护电路； 　　VT15 、R7、R8 为功率管提供静态基流。 图 4.3.7　F007 输出级原理电路 　　调节 R7、R8 阻值可调节两个功率管之间的电压差。这种电路称为 UBE 扩大电路。

51 4.4 集成运放的主要技术指标 + 一、开环差模电压增益 Aod 集成运算放大器的符号 一般用对数表示，定义为 单位：分贝
4.4　集成运放的主要技术指标 集成运算放大器的符号 反相输入端 + A 输 出 端 同相输入端 图 4.4.1　运算放大器的符号 一、开环差模电压增益 Aod 一般用对数表示，定义为 单位：分贝 　　理想情况 Aod 为无穷大； 实际情况 Aod 为 100 ~ 140 dB。

52 二、输入失调电压 UIO 三、输入失调电压温漂 UIO 为了使输出电压为零，在输入端所需要加的补偿电压。 定义：
　　　　　为了使输出电压为零，在输入端所需要加的补偿电压。 定义： 一般运放：UIO 为 1 ~ 10 mV； 高质量运放：UIO 为 1 mV 以下。 三、输入失调电压温漂 UIO 定义： 一般运放为 每度 10 ~ 20 V； 高质量运放低于每度 0.5 V 以下；

53 四、输入失调电流 IIO 五、输入失调电流温漂 IIO 当输出电压等于零时，两个输入端偏置电流之差，即 定义：
　　　　　当输出电压等于零时，两个输入端偏置电流之差，即 定义： 一般运放为 几十 ~ 一百纳安；高质量的低于 1 nA。 五、输入失调电流温漂 IIO 定义： 一般运放为 每度几纳安；高质量的每度几十皮安。

54 六、输入偏置电流 IIB 七、差模输入电阻 rid 八、共模抑制比 KCMR 输出电压等于零时，两个输入端偏置电流的平均值。 定义： 定义：
　　　　　输出电压等于零时，两个输入端偏置电流的平均值。 定义： 七、差模输入电阻 rid 定义： 一般集成运放为几兆欧。 八、共模抑制比 KCMR 定义： 多数集成运放在 80 dB 以上，高质量的可达 160 dB。

55 九、最大共模输入电压 UIcm 十、最大差模输入电压 UIdm 十一、 - 3 dB带宽 fH 输入端所能承受的最大共模电压。
反相输入端与同相输入端之间能够承受的最大电压。 十一、 - 3 dB带宽 fH 　　表示 Aod 下降 3 dB 时的频率。一般集成运放 fH 只有几赫至几千赫。

56 十二、 单位增益带宽 BWG 十三、 转换速率 SR Aod 降至 0 dB 时的频率，此时开环差模电压放大倍数等于 1 。
　　额定负载条件下，输入一个大幅度的阶跃信号时，输出电压的最大变化率。单位为 V / s 。 　　在实际工作中，输入信号的变化率一般不要大于集成运放的 SR 值。 　　其他技术指标还有：最大输出电压、静态功耗及输出电阻等。

57 4.5 理想运算放大器 4.5.1 理想运放的技术指标 开环差模电压增益 Aod = ∞； 差模输入电阻 rid = ∞；
4.5　理想运算放大器 4.5.1　理想运放的技术指标 开环差模电压增益 Aod = ∞； 差模输入电阻 rid = ∞； 输出电阻 ro = 0； 共模抑制比 KCMR = ∞； UIO = 0、IIO = 0、 UIO = IIO = 0； 输入偏置电流 IIB = 0； - 3 dB 带宽 fH = ∞ ，等等。

58 4.5.2 理想运放工作在线性区时的特点 + 输出电压与其两个输入端的电压之间存在线性放大关系，即 理想运放工作在线性区特点：
4.5.2　理想运放工作在线性区时的特点 　　输出电压与其两个输入端的电压之间存在线性放大关系，即 + Aod 理想运放工作在线性区特点： 图 4.5.1　集成运放的电压和电流 1. 理想运放的差模输入电压等于零 即 ——“虚短”

59 4.5.3 理想运放工作在非线性区时的特点 2. 理想运放的输入电流等于零 由于 rid = ∞，两个输入端均没有电流，即 ——“虚断”
4.5.3　理想运放工作在非线性区时的特点 传输特性 uO u+-u- O +UOPP 理想特性 图 4.5.2　集成运放的传输特性 -UOPP

60 理想运放工作在非线性区特点： 　　1. uO 的值只有两种可能 当 u+ > u- 时，uO = + UOPP 当 u+ < u- 时, uO = - UOPP 　　在非线性区内，(u+ - u-)可能很大，即 u+ ≠u-。 “虚地”不存在 2. 理想运放的输入电流等于零 ——“虚断”

61 实际运放 Aod ≠∞ ，当 u+ 与 u- 差值比较小时，仍有 Aod (u+ - u- )UOPP，运放工作在线性区。
但线性区范围很小。 　　例如：F007 的 Uopp = ± 14 V，Aod  2 × 105 ，线性区内输入电压范围 实际特性 非线性区 线性区 图 4.5.2　集成运放的传输特性

62 4.6 各类集成运放的性能特点 一、高精度型 二、低功耗型 漂移和噪声很低，开环增益和共模抑制比很高，误差小。 性能特点：
4.6　各类集成运放的性能特点 一、高精度型 性能特点： 漂移和噪声很低，开环增益和共模抑制比很高，误差小。 二、低功耗型 性能特点： 静态功耗一般比通用型低 1 ~ 2 个数量级(不超过毫瓦级)，要求电压很低，有较高的开环差模增益和共模抑制比。

63 三、高阻型 四、高速型 通常利用场效应管组成差分输入级，输入电阻高达 1012 。 性能特点：
　　高阻型运放可用在测量放大器、采样-保持电路、带通滤波器、模拟调节器以及某些信号源内阻很高的电路中。 四、高速型 性能特点： 大信号工作状态下具有优良的频率特性，转换速率可达每微秒几十至几百伏，甚至高达 V/s，单位增益带宽可达 10 MHz，甚至几百兆欧。

64 五、高压型 六、大功率型 常用在A / D 和 D / A 转换器、有源滤波器、高速采样-保持电路、模拟乘法器和精度比较器等电路中。
性能特点： 输出电压动态范围大，电源电压高，功耗大。 六、大功率型 性能特点： 可提供较高的输出电压较大的输出电流，负载上可得到较大的输出功率。

65 4.7 集成运放使用中的 几个具体问题 4.7.1 集成运放参数的测试 4.7.2 使用中可能出现的异常现象 1. 不能调零
4.7　集成运放使用中的 　　　几个具体问题 4.7.1　集成运放参数的测试 4.7.2　使用中可能出现的异常现象 1. 不能调零 调零电位器故障； 电路接线有误或有虚焊； 反馈极性接错或负反馈开环； 原因 集成运放内部损坏； 重新接通即可恢复为输入信号过大而造成“堵塞”现象

66 2. 漂移现象严重 存在虚焊点 运放产生自激振荡或受强电磁场干扰 集成运放靠近发热元件 原因 输入回路二极管受光照射 调零电位器滑动端接触不良 集成运放本身损坏或质量不合格 3. 产生自激振荡 按规定部位和参数接入校正网络 防止反馈极性接错 消振措施 避免负反馈过强 合理安排接线，防止杂散电容过大

67 4.7.3 集成运放的保护 + A + A 1. 输入保护 uO R1 RF VD1 uI +V R1 RF R -V uO uI
4.7.3　集成运放的保护 1. 输入保护 uO + A R1 RF VD1 VD2 uI +V + A R1 VD1 VD2 RF R -V uO uI 保护元件 保护元件 (a) 反相输入保护 (b) 同相输入保护 图 4.7.1　输入保护

68 A A + + 2. 电源极性错接保护 保护元件：VD1 、VD2 3. 输出端错接保护 保护元件：稳压管 VDZ1、VDZ2 R1 RF
uO uI + A VD1 VD2 图 4.7.2　电源接错保护 图 4.7.3　利用稳压管保护运放 3. 输出端错接保护 保护元件：稳压管 VDZ1、VDZ2

69 A + 4. 输出限流保护 保护元件： VT1 、VT2 +VCC R1 正常工作时工作点在 A； R3
VEE R2 R3 R4 R1 VT4 R5 VT3 +VCC C1 C2 正常工作时工作点在 A； 工作电流过大，工作点经B 移到 C 或 D 点。 IC UCE O C D B A (a)电 路 图 (b)保护管工作特性 图 4.7.4　输出限流保护