5.4集成運算放大器集成運算放大器是采用集成制造工藝生產的直接耦合放大器，具有元件參數的一致性好，電路的連接緊湊，電路的面積和尺寸大幅減小，電路性能大幅提升等突出特點。

集成運放分類（按照工藝分）單極型：雙極型：混合型：特點：工作電流大，輸出功率較高；特點：輸入阻抗高，功耗較小，工作的電壓范圍更寬；特點：輸入阻抗高;電壓放大倍數大，輸出阻抗小，帶載能力強。采用雙極型晶體管實現運算放大器的內部電路；采用MOS管來實現運算放大器的內部電路；輸入級采用MOS管，中間級和輸出級采用雙極型器件；5.4.1典型集成運算放大器結構原理1.集成運算放大器結構輸入級：中間級：輸出級：偏置電路：集成運算放大器結構一般采用差動放大電路，以期抑制零漂和共模信號。也稱為電壓放大級，具有較高的電壓放大倍數。主要是實現信號的功率放大，降低輸出級的輸阻抗，提高輸出功率，多采用互補推挽輸出結構。主要是為各級提供合適的偏置電流和偏置電壓，為放大器的動態工作創造良好的條件。2.集成運算放大器內部電路舉例LM741的內部電路原理圖同相輸入端反相輸入端輸出端調零端調零端正電源負電源1）偏置電路鏡像電流源：V8和V9，V12和V13V10和V11構成一組微電流源，IC10=I34+IC9IC8=IC9，V8的集電極電流IC8為輸入級T1、T2提供靜態偏流；IC12=IC13，IC13為中間級靜態偏流，動態時V13充當中間級的恒流源負載；2）輸入級V1與V3，V2與V4分別組成共集-共基放大電路，輸入級是由左右兩側均為共集-共基組合放大器組成的差動放大電路。輸入共模信號為正時，

IC8

↑,

IC9

↑，I34+IC9=IC10(恒定)，I34

↓，IC8↓，那么，正極性共模信號引起的輸入級共集-共基放大電路的電流變化很小。輸入差模信號時，I34保持不變，V4的集電極恒流源負載可以產生較高的電壓放大倍數，輸入級對輸入的差模信號具有放大作用。由V5、V6、V7、R1、R2及R3組成恒流源電路，V7的基極取用的電流很小，可以忽略，因而V3、V4的集電極的電流近似相等。3）中間級V15和V16組成達林頓結構，V13充當V15和V16組成的共射極放大器的恒流源負載，由于動態時V13體現的動態電阻很高，因此本級的電壓放大倍數較高。中間級的主要作用是產生較高的電壓放大倍數。4）輸出級由V18和V20構成互補推挽放大電路。V14及R6、R7組成BE擴大電路。R10和V19構成V18的過流保護電路；R9和V17構成V20的過流保護電路；二極管VD也具有限流保護作用。保護電路3.LM741的封裝及符號(a)圖：雙列直插式封裝（DIP-DualIn-linePackage）頂視圖，8腳為空腳，使用時不連接。(b)圖：LM741電路符號及外接調零電路，3腳和2腳分別為同相輸入端和反向輸入端，6腳為輸出端，7腳和4腳分別表示正負電源的連接端，1腳和5腳為外接調零端。(c)圖：為一般運算放大器的符號，當運算放大器沒有調零端時，只標出兩個輸入端和輸出端，電源也可以不畫出。5.4.2運算放大器指標1.輸入偏置電流IＢ指運算放大器兩個輸入端在靜態時輸入電流的平均值，也即運算放大器的兩個輸入端接地時輸入電流的平均值。2.輸入失調電流Ios指靜態時運算放大器兩個輸入端電流之差的大小，其范圍通常在1nA~0.1μΑ。3.輸入失調電壓Uos輸入失調電壓定義為在25°C時，把零輸入情況下在運算放大器的輸出端測量到的失調電壓折算到輸入端所對應的電壓值，即4.輸入失調電壓溫漂輸入失調電壓是隨著溫度的變化而變化的，在一定的溫度范圍內，把溫度每變化1°C，引起的輸入失調電壓的變化量定義為輸入失調電壓溫漂。5.輸入失調電流溫漂指在一定的溫度范圍內，把溫度每變化1°C引起的輸入失調電流的變化量定義為輸入失調電流溫漂。6.開環差模電壓放大倍數是指運算放大器處于開環狀態下，在輸入端加差模信號uid時，輸出電壓uod與輸入差模信號uid之比，即運算放大器的開環差模電壓放大倍數較大，為表示方便起見也常用分貝表示7.共模電壓放大倍數共模電壓放大倍數是指輸入共模信號uic時，運算放大器輸出共模電壓信號uoc與輸入共模電壓信號uic的比值，即8.共模抑制比KCMR指運算放大器開環差模電壓放大倍數與共模電壓放大倍數之比，通常以分貝表示，即9.差模輸入電阻rid是指運算放大器輸入差模信號時，差模輸入電壓與差模輸入電流值比。10.輸出電阻ro是指把運算放大器看成信號源時等效的信號源內阻，通常在低頻或直流情況下測定，取值一般為幾十至幾百歐。11.最大差模輸入電壓Uidmax指運算放大器正常工作時兩個輸入端所允許加載的最大差模電壓。12.最大共模輸入電壓Uicmax是指保證運算放大器具有良好共模抑制能力情況下所能夠承受的最大輸入共模信號。13.最大輸出電壓Uomax指在額定電源和一定的負載條件下，運放能輸出的最大不失真電壓幅度。14.上限頻率fH和單位增益頻率fT當運算放大器的增益相對于中頻增益下降3dB時所對應的頻率點稱為運算放大器的開環上限頻率，一般運算放大器的開環上限頻率很低，只有幾赫茲到幾百赫茲。當運算放大器的增益下降到0dB，即放大倍數為1時所對應的頻率稱為單位增益頻率或單位增益帶寬，用fT表示。15.轉換速率SR轉換速率也稱為壓擺率，是指在額定負載條件下，當輸入