SG2823J/883集成電路運(yùn)算放大器的內(nèi)部組成單元,集成電路運(yùn)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(dǎo)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(jié)構(gòu)上有共同之處。圖2.1.1表示集成電路運(yùn)算放大器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。輸人級(jí)由差分式放大電路組成,利用它的電路對(duì)稱性可提高整個(gè)電路的性能①;中間電壓放大級(jí)的主要作用是提高電壓增益,它可由一級(jí)或多級(jí)放大電路組成;輸出級(jí)的電壓增益為1,但能為負(fù)載提供一定的功率,電路由兩個(gè)電源v+和v-供電。整個(gè)電路設(shè)計(jì)成兩個(gè)輸人端P和N,一個(gè)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(fù)電源的中間接點(diǎn)作為參考電位點(diǎn)。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(dāng)P端加人電壓信號(hào)vP(vN=0)時(shí),在O端得到的輸出電壓v。與鈔p同相;而當(dāng)在N端加人電壓信號(hào)vN(vP=0)時(shí),vo與vN反相。一個(gè)實(shí)際的集成運(yùn)放,P、N與O端的電壓信號(hào)之間的相位關(guān)系是確定的。

集成電路運(yùn)算放大器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖,從信號(hào)傳輸?shù)倪^程來考慮,當(dāng)兩輸人信號(hào)電壓vP和vN加到差分放大輸人級(jí)的兩輸入端時(shí),得該級(jí)的輸出電壓voI=au1(vP-vN),其中Au1是輸人級(jí)的電壓增益。uo1傳送到中間級(jí)進(jìn)行電壓放大,從而在該級(jí)的輸出端產(chǎn)生vo2=au1au2(vP-vN)。輸出級(jí)無電壓放大功能(au3=1),但它能利用電壓vo2的控制作用,有關(guān)電路性能的詳細(xì)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(yùn)算放大器

①②輸出級(jí)功率放大,v3=1中間級(jí)電壓放大v2,輸入級(jí)差分放大

zlo2=Ⅱvl-v2(vP-vN)

vol=v1(vp-vN)

vo=vo(vP-zlN)

從而能對(duì)外接低阻值的負(fù)載供給一定的功率。運(yùn)放的輸出電壓vo=auo(vP-

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

運(yùn)放的代表符號(hào)如圖2.1.2所示,圖2.1.2a是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的符號(hào),圖2.1.2b是國(guó)內(nèi)外常用的符號(hào)。兩種符號(hào)中的表示信號(hào)從左(輸人端)向右(輸出端)傳輸?shù)姆较颉１緯捎脠D2,1,2b的符號(hào)。

運(yùn)算放大器的代表符號(hào)(a)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的符號(hào) (b)國(guó)內(nèi)外常用符號(hào)運(yùn)算放大器的電路模型,根據(jù)第1章放大電路模型的有關(guān)知識(shí),將運(yùn)算放大器看作一個(gè)簡(jiǎn)化的具有端口特性的標(biāo)準(zhǔn)器件占因此可以用一個(gè)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(lián)的受控電壓源Auo(vP-vN)來模擬。電壓vp,uN和vo都是以正、負(fù)電源十u1、-v2的中間接點(diǎn)作為參考電位點(diǎn),即0電位點(diǎn)。電源是運(yùn)放內(nèi)部電路運(yùn)行所必需的能源。

運(yùn)算放大器的電路模型,由于開環(huán)電壓增益auo的值較高,至少為104,通�？筛哌_(dá)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(yùn)算放大器.