集成运算放大器的参数测试

一、 实验目的

1、  测量运算放大器的反相输入电流和同相输入电流。

2、  由反相和统相输入电流测量值计算运放的输入失调电流和输入便置电流。

3、  测量输出失调电压并由输出失调电压的测量值计算输入失调电压。

4、  测量运放的输入电阻和输出电阻。

5、  测量运放的转换速率。

二、 实验器材

LM741   运放                       1个

直流电压源                           1个

直流电流表                           1个

0—5uA微安表                        2个

信号发生器                            1台

示波器                                1台

电阻： 100Ω2个，10KΩ,100KΩ       各一个

三、实验原理

测量运放的输入失调电流和输入偏置电流的电路如图1 所示。运放的输入偏置电流I_b为同相输入端电流I₁与反相输入端电流I₂ 的平均值。即

                                  

输入失调电流Ios为两个输入电流之差，所以

                             I_os=I₁-I₂

图1 测量运放的输入失调电流和输入偏置电流

不考虑相位时图2 放大器的电压增益Av可用下式计算

                           

运放大输入失调电压Vos等于输出失调电压除以电压增益Av，所以

                            

图2 测量运放的输入失调电压

测量运放输入和输出电阻的电路如图3 所示。运放的输入电阻Rin等于直流输入电压Vin除以直流输入电流Iin，即

                            

图3 测量运放的输入和输出电阻

测量运放转换速率的电路如图4 所示。转换速率SR这个指标反映运放输出电压的最大变化率对阶跃输入电压的响应情况。当运放连接成电压跟随器时，电压增益为1，转换速率是最低的。为了测量转换速率，可在运放的输入端加上一个大幅度的宽脉冲信号，测出输出电压Vo对时间的变化率，即

                                ΔV_o/Δt

图4 测量运放的转换功率

四、 实验步骤

1、  在EWB平台上建立如图1所示的实验电路，单击仿真开关运行动态分析，记录输入电流。

2、  根据步骤1测出的输入电流，计算输入偏置电流I_b和输入失调电流I_0s。

3、  在EWB平台上建立如图2所示的实验电路，单击仿真开关运行动态分析，记录输入失调电压V_of。

4、  根据步骤3测出的输出失调电压和放大器的电压增益，计算输入失调电压V_os。

5、  在EWB平台上建立如图3所示的实验电路，单击仿真开关运行动态分析，记录输入电流Iin和输出电压V_o.

6、  将负载电阻R_L减小为100Ω，然后单击仿真开关运行动态分析。注意观察Vo值，继续减小R_L直至输出电压Vo等于步骤5测量值的一半。记录R_L的阻值，这个阻值就是运放的输出电阻Ro。

7、  根据步骤5中I_in的测量值及电源电压V_in，计算运放的输入电阻R_in。

8、  在EWB平台上建立如图4所示的实验电路，仪器按图设置。单击仿真开关运行动态分析。测量输出电压曲线的斜率，确定转换速率SR，单位为V/us。

五、 思考与分析

1、  输入偏置电流I_b的测量值与741运放的典型值比较，情况如何？

2、  输入失调电流I_os的测量值与741运放的典型值比较，情况如何？

3、  输入失调电压V_os的计算值与741运放的典型值比较，情况如何？

4、  运放输入电阻的测量值是偏高还是偏低？

5、  运放输出电阻的测量值是偏高还是偏低？

6、  转换速率的测量值与741运放的典型值比较，情况如何？

7、  转换速率对运放的频率响应有何影响？