电子科技大学微电子与固体电子学院
标 准 实 验 报 告
课程名称 集成电路原理与设计
电子科技大学教务处制表
电 子 科 技 大 学
实 验 报 告
学生姓名： 学 号： 指导教师： 实验地点：微固楼335 实验时间：
一、实验室名称： 微电子技术实验室 二、实验项目名称：集成运算放大器参数的测试 三、实验学时：4 四、实验原理：
运算放大器符号如图1所示，有两个输入端。一个是反相输入端用“-”表示，另一个是同相输入端用“+”表示。可以是单端输入，也可是双端输入。若把输入信号接在“-”输入端，而“+”端接地，或通过电阻接地，则输出信号与输入信号反相，反之则同相。若两个输入端同时输入信号电压为V- 和V+ 时，其差动输入信号为VID= V- - V+ 。开环输出电压V0=AVOVID 。AVO为开环电压放大倍数。
运算放大器在实际使用中，为了改善电路的性能，在输入端和输出端之间总是接有不同的反馈网络。通常是接在输出端和反相输入端之间。
图1 运算放大器符号
本实验的重点在于根据实验指导书要求，对开环电压增益、输入失调电压、共模抑制比、电压转换速率和脉冲响应时间等主要运放参数进行测量。
五、实验目的：
运算放大器是一种直接耦合的高增益放大器，在外接不同反馈网络后，就可具有不同的运算功能。运算放大器除了可对输入信号进行加、减、乘、除、微分、等数学运算外，还在自动控制、测量技术、仪器仪表等各个领域得到广泛应用。
为了更好地使用运算放大器，必须对它的各种参数有一个较为全面的了解。运算放大器结构十分复杂，参数很多，测试方法各异，需要分别进行测量。
本实验正是基于如上的技术应用背景和《集成电路原理》课程设置及其特点而设置，目的在于：
（1）了解集成电路测试的常用仪器仪表使用方法及注意事项。
（2）学习集成运算放大器主要参数的测试原理，掌握这些主要参数的测试方法。 通过该实验，使学生了解运算放大器测试结构和方法，加深感性认识，增强学生的实验与综合分析能力，进而为今后从事科研、开发工作打下良好基础。
六、实验内容：
1 ．开环电压增益测量。 2 ．开环输出电阻测量。 3 ．输入失调电压测量。 4 ．共模抑制比测量。 5 ．电压转换速率测量。 6 ．脉冲响应时间测量。
七、实验器材：
（1）直流稳压电源 一台 （2）数字双踪示波器* 一台 （3）信号发生器 一台 （4）实验测试板及连接线 一套 （5）常见通用运算放大器IC样品 一块
八、实验步骤：
1、首先熟悉数字双踪示波器和信号源的使用，根据指导书要求搭建各参数的测试电路。注意所选电阻、电容的值，不能确定时要用万用表测量；在测试板上连接测试电路时应注意各运放集成块各管脚的功能，以免连接错误。
2、各参数的测试 （1）、开环电压增益
由于开环电压增益 AV0很大，输入信号VI很小，加之输入电压与输出电压之间有相位差，从而引人了较大的测试误差，实际测试中难以实现。测试开环电压增益时，都采用交流开环，直流闭环的方法。测试原理如图2 所示。
图2 开环直流电压增益测试原理图
直流通过RF实现全反馈，放大器的直流增益很小，故输入直流电平十分稳定，不需进行零点调节。取 CF足够大，以满足 RF 》 l/ ?CF ，使放大器的反相端交流接地，以保证交流开环的目的。这样只要测得交流信号电压vS和vo，就能得到
（1）
在讯号频率固定的条件下，增加输入信号电压幅度，使输出端获得最大无失真的波形。保持输入电压不变，增加输入电压频率，当输出电压的幅值降低到低频率值的 0.707倍，此时频率为开环带宽。 （2）、输入失调电压VIO
图3 输入失调电压和失调电流测试原理图
由于运放电路参数的不对称，使得两个输入端都接地时，输出电压不为零，称为放大器的失调。为了使输出电压回到零，就必须在输入端加上一个纠偏电压来补偿这种失调，这个所加的纠偏电压就叫运算放大器的输入失调电压，用VIO表示。故VIO的定义为
使输出电压为零在两输入端之间需加有的直流补偿电压。
输入失调电压的测量原理如图3所示。图中直流电路通过 RI 和 RF 接成闭合环路。通常RI的取值不超过 100? , RF 》 RI。 （3）共模抑制比kCMR
运放应对共模信号有很强的抑制能力。表征这种能力的参数叫共模抑制比，用kCMR
表示。它定义为差模电压增益 AVD 和共模电压增益AVC之比，即
图4 共模抑制比测试原理图
测试原理如图 4所示。kCMR的大小往往与频率有关，同时也与输入信号大小和波形有关。测量的频率不宜太高，信号不宜太大。 （4）、电压转换速率SR的测试
电压转换速率SR定义为运放在单位增益状态下，在运放输入端送入规定的大信号阶跃脉冲电压时，输出电压随时间的最大变化率。
图 5 电压转换速率侧试原理图
SR的测试原理如图 5（a ）所示。测试时取 RI = RF ，在输入端送入脉冲电压，从输出端见到输出波形，如图5 (b）所示。这时可以规定过冲量的输出脉冲电压上升沿（下降沿）的恒定变化率区间内，取输出电压幅度?V0和对应的时间?t，由计算公式求出