SG2823J/883集成電路運算放大器的內部組成單元,集成電路運算放大器是一種電子器件,它是采用一定制造工藝將大量半導體三極管、電阻、電容等元件及它們之間的連線制作在同一小塊單晶硅的芯片上,并具有一定功能的電子電路。它的類型很多,電路也不一致,但在電路結構上有共同之處。圖2.1.1表示集成電路運算放大器的內部結構框圖。輸人級由差分式放大電路組成,利用它的電路對稱性可提高整個電路的性能①;中間電壓放大級的主要作用是提高電壓增益,它可由一級或多級放大電路組成;輸出級的電壓增益為1,但能為負載提供一定的功率,電路由兩個電源v+和v-供電。整個電路設計成兩個輸人端P和N,一個輸出端O②。三端的電壓分別用uP、uN和vo表示,它們都是以正、負電源的中間接點作為參考電位點。這在第1章已作介紹。P、N兩端分別稱為同相輸入端和反相輸入端,意即當P端加人電壓信號vP(vN=0)時,在O端得到的輸出電壓v。與鈔p同相;而當在N端加人電壓信號vN(vP=0)時,vo與vN反相。一個實際的集成運放,P、N與O端的電壓信號之間的相位關系是確定的。

集成電路運算放大器的內部結構框圖,從信號傳輸的過程來考慮,當兩輸人信號電壓vP和vN加到差分放大輸人級的兩輸入端時,得該級的輸出電壓voI=au1(vP-vN),其中Au1是輸人級的電壓增益。uo1傳送到中間級進行電壓放大,從而在該級的輸出端產生vo2=au1au2(vP-vN)。輸出級無電壓放大功能(au3=1),但它能利用電壓vo2的控制作用,有關電路性能的詳細討論見第6章。

P、N和0分別表示Pos⒒ive、Negajve和0utput的字頭。集成咆蹯運算放大器

①②輸出級功率放大,v3=1中間級電壓放大v2,輸入級差分放大

zlo2=Ⅱvl-v2(vP-vN)

vol=v1(vp-vN)

vo=vo(vP-zlN)

從而能對外接低阻值的負載供給一定的功率。運放的輸出電壓vo=auo(vP-

vN),其中avo=au1au2是運放的開環電壓增益,即運放由輸出端到輸人端無外接反饋元件時的電壓增益,實際的集成運放電路是多種多樣的,這將在第6章討論。

運放的代表符號如圖2.1.2所示,圖2.1.2a是國家標準規定的符號,圖2.1.2b是國內外常用的符號。兩種符號中的表示信號從左(輸人端)向右(輸出端)傳輸的方向。本書采用圖2,1,2b的符號。

運算放大器的代表符號(a)國家標準規定的符號 (b)國內外常用符號運算放大器的電路模型,根據第1章放大電路模型的有關知識,將運算放大器看作一個簡化的具有端口特性的標準器件占因此可以用一個包含輸人端口、輸出端口和供電電源端的電路模型來代表。如圖2,1,3所示,輸人端口用輸入電阻△來模擬,輸出端口用輸出電阻%和與它串聯的受控電壓源Auo(vP-vN)來模擬。電壓vp,uN和vo都是以正、負電源十u1、-v2的中間接點作為參考電位點,即0電位點。電源是運放內部電路運行所必需的能源。

運算放大器的電路模型,由于開環電壓增益auo的值較高,至少為104,通常可高達106甚至更高。兩輸入端之間的輸入電阻△值較大,通常為106Ω或更高。與此相反,輸出電運算放大器.