集成運(yùn)算放大器（以后簡稱集成運(yùn)放）是一種高電壓增益、高輸入電阻和低輸出電阻的多級(jí)直接耦合放大電路。它的類型很多，電路也不一樣，但結(jié)構(gòu)具有共同之處，下圖所示為集成運(yùn)放的內(nèi)部電路組成框圖。
圖中輸入級(jí)一般是由 BJT、JFET 或 MOSFET 組成的差動(dòng)放大電路，利用它的對(duì)稱特性可以提高整個(gè)電路的共模抑制比和其他方面的性能，它的兩個(gè)輸人端構(gòu)成整個(gè)電路的反相輸入端和同相輸入端。
運(yùn)算放大器用差分放大器作輸入級(jí)，運(yùn)放的特性使它們?cè)陔娮泳€路中很有用。運(yùn)放有如下的特性:
1. 抑制共模信號(hào):有利于降低交流哼聲和噪聲。
2. 高輸入阻抗:容易與高阻抗信號(hào)源配合使用。
3. 高增益:運(yùn)放有很高的增益，使用時(shí)增益常常通過負(fù)反饋減少。
4. 輸出阻抗低:能向一個(gè)低阻抗的負(fù)載輸出大的信號(hào)電流。
單級(jí)放大器不可能具備以上全部優(yōu)良的性能。實(shí)際上運(yùn)算放大器是幾級(jí)放大器的結(jié)合。如下圖所示，多級(jí)電路中的第一級(jí)是差分放大器。差分放大器有高共模抑制比和高輸入阻抗。有些運(yùn)算放大器為了得到更高的輸入阻抗在第一級(jí)用了場效應(yīng)管。具有 BJT 和 FET 兩種器件結(jié)合的運(yùn)算放大器稱之為 BIFET 運(yùn)算放大器。
下圖的第二級(jí)也是差分放大器，使第一級(jí)以差動(dòng)方式輸出，得到最好的共模抑制性能和差動(dòng)電壓增益。
圖中的第三級(jí)是共集電極電路，或射極跟隨器，這種組態(tài)輸出阻抗低。注意輸出是信號(hào)的終端，可以不用差動(dòng)輸出，而用單端輸出。在很多電子學(xué)的應(yīng)用中只要求單端輸出。
圖中注明，一個(gè)輸入端是同相輸入端，另一個(gè)輸入端是反相輸入端。同相輸入端指由該端輸入信號(hào)與輸出端同相。反相輸入端指輸入信號(hào)與輸出端信號(hào)相差 180°。
下圖用簡化的方法顯示了放大特性。注意三角形，在電路原理圖中常用三角形表示放大器。同時(shí)要注意反相輸入端用(一）號(hào)標(biāo)明，同相端用（＋）標(biāo)明，這是通常的習(xí)慣。
下圖是國產(chǎn)通用集成運(yùn)放 F007 的內(nèi)部電路原理圖，國外同類器件有 uA741、LM741 等。該器件有一個(gè)同相輸入端、一個(gè)反相輸入端和一個(gè)單端輸出端。T1、T2、T3、T4 組成差分輸入級(jí);T5、T6 是恒流源;TI6、T17 是電壓放大級(jí)、T18、T19、T23、T14、T20 組成互補(bǔ)輸出功率放大器;T15、T21、R6、R7 組成輸出過流保護(hù)電路，它的工作原理我們將在十五章討論;其他晶體管和電阻組成恒流源與偏置電路;Cb 是內(nèi)部頻率補(bǔ)償電容。T5、T6 還有兩個(gè)補(bǔ)償端點(diǎn)，這兩個(gè)端點(diǎn)是用于對(duì)直流漂移誤差進(jìn)行校正。不可能生產(chǎn)出完全匹配的三極管和電阻的放大器，總有些偏差。在沒有差動(dòng)直流輸入時(shí)，理想運(yùn)算放大器的輸出應(yīng)是零伏,任何偏離電壓稱作直流失調(diào)誤差。
F007（LM741）集成運(yùn)算放大器內(nèi)部電路
下圖顯示了一個(gè)典型的調(diào)零應(yīng)用電路。下圖中同相端與反相端同時(shí)接地表示輸入應(yīng)同時(shí)為零，此時(shí)調(diào)節(jié)電位器使輸出端直流電位處在地電位。電位器調(diào)節(jié)范圍有限，設(shè)計(jì)調(diào)零電路以克服內(nèi)部偏移量，它在毫伏范圍。它不是用于當(dāng)外電路有一個(gè)大的直流差動(dòng)輸入信號(hào)時(shí)輸出調(diào)零。在很多應(yīng)用中，較小的失調(diào)量沒有問題，不用調(diào)零。
凋零端的使用
多數(shù)的運(yùn)放是集成的，我們看不到集成電路內(nèi)部有什么，也不便于進(jìn)行測(cè)量。使用時(shí)沒有必要顯示詳細(xì)內(nèi)部原理圖。下圖是表示運(yùn)算放大器的兩種典型方法，三角形都代表放大器，本文中用圖(b)表示運(yùn)算放大器。
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