汽车电工电子技术：集成运放的基本组成

1.集成运算放大器的组成

集成运算放大器由输入级、中间级、输出级和偏置电路等基本部分组成，如图6-17 所示。输入级是集成运算放大器的关键部分，它决定着集成运算放大器的工作性能。要求输入级的输入电阻高、有效地放大有用信号且抑制零漂。输入级采用差动放大电路构成的中间级的主要任务是不失真地对电压信号进行放大。中间级一般由共发射极放大电路构成。输出级的主要任务是为负载提供足够大的功率，并要求它的输出电阻低。输出级一般由互补对称功率放大电路构成。偏置电路的任务是为各级放大电路提供电源，并合理设置各级放大电路的静态工作点。

集成运算放大器有金属圆形封装和塑料双列直插式封装两种封装形式。塑料双列直插式封装的LM741 通用型单运放集成块的外形、管脚图及标准符号如图6-18 所示，各管脚作用如下。

（1）管脚2、3 分别是反相、同相输入端，信号从管脚2 输入时其输出信号与之反相，信号从管脚3 输入时，其输出信号与之同相。

（2）管脚4、7 分别是外接负、正电源端，它们分别接标称电压为-15 V、+15 V 的稳压电源。

图6-17　集成运算放大器的方框图

（3）管脚1、5 是外接调零电位器的两个端子。调节外接电位器可以使输入信号为零时输出信号也为零。

（4）管脚6 为输出端。

图6-18　LM741 塑料封装集成块外形

2.集成运算放大器的主要参数

集成运算放大器的参数反映其性能的优劣，同时也是合理选择、使用集成运算放大器的依据。下面介绍集成运算放大器的主要参数。

1）开环差模电压放大倍数 Aud

开环差模电压放大倍数指集成运算放大器外加标称电压、没有外接反馈电阻且输出端开路时的差模电压放大倍数，即

Aud值越高，则集成运算放大器的工作越稳定、精度越高。Aud的值可达到几万至几百万。

2）输入失调电压UI0

理想集成运算放大器的输入电压为零时，其输出电压也为零。实际上，由于制造工艺等原因使输入电压为零时，其输出电压并不为零，输出电压折合到输入端的值为

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UI0的值一般为几毫伏，可以通过调零电位器将UI0的值调小，越小越好。

3）输入失调电流 II0

输入失调电流指输入信号为零时，两个输入端静态电流之差。II0的存在使输入信号为零时，输出电压不为零，II0的值一般为几微安，越小越好。

4）输入偏置电流 IIB

输入偏置电流指输出电压为零时，两个输入端偏置电流的平均值，即

IIB的值太大时会影响静态工作点。

5）差模输入电阻 rid和输出电阻 ro

差模输入电阻是指两个输入端之间的动态电阻。rid的值一般为几十千欧到几兆欧，越大越好。差模输出电阻是指在开环状态下，输出端的动态电阻。ro的值一般为几十千欧到几兆欧，越小越好。

6）共模抑制比KCMR

共模抑制比指差模电压放大倍数 Aud与共模电压放大倍数 Auc的比值（或比值的对数）。即

KCMR越大，说明集成运算放大器抑制共模信号的能力越强。

7）最大输出电压UOPP

最大输出电压指外加标称电压、输出端开路时，能够输出的最大不失真电压。

8）最大差模输入电压UIDM

最大差模输入电压指集成运算放大器两输入端输入差模电压的最大允许值。差模电压超过UIDM时，输入级的三极管将被反向击穿。

9）最大共模输入电压UICM

最大共模输入电压指集成运算放大器两输入端输入共模电压的最大允许值。共模电压超过UICM时，其对共模信号的抑制能力将明显降低。