集成电路运放的内部构成单元

集成电路运算放大器是一种电子器件，它是采用一定制造工艺将大量半导体三极管、电阻、电容等元件以及它们之间的连线制作在同一小块单晶硅的芯片上，并具有一定功能的电子电路。

它的类型很多，电路也不一致，但在电路结构上有共同之处。图5.1.1表示集成电路运算放大器的内部结构框图。输入级由差分式放大电路组成，利用它的电路对称性可提高整个电路的性能；中间电压放大级的主要作用是提高电压增益，它可由一级或多级放大电路组成；输出级的电压增益为1，但能为负载提供一定的功率。电路由两个电源V+和V-供电。整个电路设计成具有两个输入端P和N，一个输出端O。三端的电压分别用uP、uN和uO表示，它们都是以正、负电源的中间接点作为参考电位点，这在第1章已做过介绍。P、N两端分别称为同相输入端（用符号“+”表示）和反相输入端（用符号“-”表示），意即当P端加入电压信号uP(uN= 0)时，在输出端得到的输出电压uO与uP同相；而当在N端加入电压信号uN(uP= 0)时，uO与uP反相。一个实际的集成运放，P、N与输出端的电压信号之间的相位关系是确定的。

图5.1.1　集成电路运算放大器的内部结构框图(www.xing528.com)

从信号传输的过程来考虑，当两输入信号电压uP和uN加到差分放大输入级的两输入端时，得输入级的输出电压uO1= Au1(uP-uN)，Au1是输入级的电压增益。uO1传送到中间级作电压放大的信号电压，从而在电压放大级的输出端产生uO2= Au1Au2(uP-uN)。输出级无电压放大功能（Au3= 1），但它能利用电压uO2的控制作用，从而能对外接低阻值的负载供给一定的功率。运放的输出电压uO= Auo(uP-uN)，其中Auo= Au1Au2Au3是运放的开环电压增益，即运放由输出端到输入端无外接反馈元件时的电压增益，运放电路的功能是用来放大两个输入信号的差值。

运放的图形符号如图5.1.2所示，图5.1.2（a）是国家标准规定的符号，图5.1.2（b）是国内外常用的符号。

图5.1.2　运算放大器的图形符号