汽车电学基础 教学课件 作者 谭本忠 6第六章 集成运算放大器
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第第六六章章 集集成成运运算算放放大大器器
本章主要介绍的内容有：
● 集成电路的基础知识 ● 模拟信号运算电路 ● 电压比较器 ● 课题实验
第一节 集成电路的基础知识
本节主要介绍的内容有：
● 集成电路的分类 ● 集成电路脚位序列的判定规则 ● 集成电路的检测 ● 集成电路的焊接
三、集成电路的检测
集成电路出现故障一般是局部损坏，如击穿、开路、短路等。 电源集成电路和功放芯片易损坏，存储器易出现软件故障，其它 芯片有时会出现虚焊等。
对于集成电路是否损坏，可通过从各个方面测试集成电路的 工作状态，并与正常工作状态作比较的方法来判断。即测量集成 电路各引脚的对地电压值和电阻值，其中测量电压值必须在电路 处于工作状态下进行，测量电阻值则应在断电静态状态下进行， 具体判断方法如下：
2．四方扁平芯片拆焊方法 （1）拆卸操作
① 开启热风枪并调节热风枪的气流与温度，一般温度调节在 300℃～400℃之间，而气流方面根据喷嘴来定，如果是单喷嘴， 气流档位设置在1-3档，其它喷嘴，气流可设置在4-6档，使用单 喷嘴，温度档不可设置太高。
② 记下待拆卸IC的位置和方向，并在IC引脚上涂上适当的助 焊剂。
式中，Af为负值，表明集成运放输出电压与输入电压反相，所 以叫反相放大器。而且，Af仅取决于Rf /R1的比值，而与集成运放 本身无关。电阻R2叫平衡电阻，其作用是保证放大器稳定工作。
⑤ 清洗助焊剂，检查电路板上有无锡珠、锡丝引起的短路现象， 待IC冷却后方可通电试机。
当然焊接的时候，也可以不用热风枪而用电烙铁焊接，具体方法 是：先用烙铁把IC芯片四个角位焊接定位，然后电烙铁加足焊锡和焊 剂，温度调到450℃，烙铁头接触IC脚并顺着往同一个方向快速拖动， 用拖焊的方法，把IC焊牢，如图6-1-7所示。
一、集成电路的分类
集成电路简称IC（Integrated Circuit），是通过特殊的半 导体工艺方法，把晶体管、电阻及电容等电路元器件和它们之间 的连线，全部集成在同一块半导体基片上，最后再进行封装，做 成一个完整的电路。
集成电路按其功能的不同，可以分为数字集成电路和模拟集 成电路；按模拟集成电路的类型来分，则又有集成运算放大器、 集成功率放大器、集成高频放大器、集成中频放大器、集成比较 器、集成乘法器、集成稳压器、集成数/模和模/数转换器以及集 成锁相环等。
1．检查集成电路各管脚对地的直流电压
2．检查集成电路各脚对地电阻值
3．用示波器检查集成电路的输入输出波形
四、集成电路的焊接
1．双列直插式集成电路的拆焊方法 （1）拆卸方法 可使用热风枪，也可使用电烙铁进行拆卸。 ① 用热风枪拆卸 对于脚位数目较多且脚位间距较大的IC，用烙铁拆卸不方便，一般 使用热风枪进行拆卸。将热风枪的风力调到3档，温度也调到了3档，风 嘴沿IC两边焊脚上移动加热，当焊锡熔化时，就可用镊子取下IC了。
③ 把助焊剂涂在IC各脚上，用烙铁把IC芯片四个角位焊接定位。
④ 用热风枪在集成模块各边引脚处来回移动逐一吹焊牢固，吹焊 时要控制好风速，防止把模块吹移位，如发现模块位置稍有偏差，可待 四周焊锡完全溶解后，用镊子将其轻推一下，即可复位，然后用镊子在 IC上面轻轻向下压一下，使其与电路板接触良好，如图6-1-6所示。
（2）焊接操作
① 将拆卸下来的IC用无水酒精或天那水进行清洗，用烙铁将脚位 焊平整，并放在带灯放大镜下检查脚位有无离位，有无痴锡短路，如有 则重新进行处理，如是新买回的IC则不需此步处理。
② 将整理好的IC按原标志放回电路板上，检查所有引脚是否与相 应的焊点对准，如有偏差，可适当移动芯片或整理有关的引脚。
集成运算放大器的符号如图6-2-1所示。
二、集成运算放大器组成的几种基本放大器电路
1．反相放大器
反相放大器电路如图6-2-2所示。输入信号uI经电阻R1加到反相 输入端，同相输入端经R2接地，电阻Rf跨接在反相输入端和输出端 之间，形成一个负反馈放大器。
反相放大器的放大倍数： Af=-Rf/R1
二、集成电路脚位序列的判定规则
汽车中的集成电路常用的外形有三种：单列直插式、双列直插式、四 方扁平式，如图6-1-1所示。
对于单列直接插式IC的脚位识别：打点或带小坑的为1脚，按从左到右 的顺序数，如图中6-1-1（a）所示。
对于双列直插式、四方扁平式的脚位识别：从起始脚开始，按逆时针 方向数，一般打点或带小坑的为1脚，有的IC是以缺口槽为起始标志，正对 缺口槽，左下脚就为1脚，如图6-1-1中（b）、6-1-1（c）所示。
② 用电烙铁拆卸
具体操作是：用电 烙铁把焊锡熔化加到IC 两边的焊脚并短路（即 左边短接在一起，右边 短接在一起，电烙铁温 度可调到最高），焊锡 尽量多些，盖住每个焊 脚（如图6-1-2所示）， 然后两边同时轮流加热 即加热一下左边又加热 一下右边，等焊锡全部 熔化时，用镊子移开IC。 用电烙铁把主板上多余 的焊锡除掉并清理焊盘， 把IC焊脚上多余的焊锡 也清除掉，保证IC焊脚 平整。
第二节 模拟信号运算电路
本节主要介绍的内容有：
● 什么是集成运算放大器 ● 集成运算放大器组成的几种基本放大器电路 ● 集成运算放大器在汽车电子电路中的应用
一、什么是集成运算放大器
●术语概念：反馈：把电子系统的输出量（电压或电流）的一部分 或全部，经过一定的电路送回到它的输入端，称为反馈。如果引入的反 馈使放大电路的放大倍数降低，就称为负反馈；如果引入的反馈使放大 电路的放大倍数增大，就称为正反馈。
③ 手持热风枪手柄，使喷嘴对准IC各脚焊点来回移动加热， 喷嘴不可触及集成电路块引脚，一般距离IC引脚上方6mm左右，如 图6-1-3所示。
④ 待IC脚焊锡点熔化时，用镊子移开IC，如图6-1-4所示。
⑤ 清除取下集成电路后余锡及焊剂杂质（可用无水酒精或天那 水清除焊剂杂质，用936电烙铁把电路板上的焊盘整理平整）如图61-5所示。
本章主要介绍的内容有：
● 集成电路的基础知识 ● 模拟信号运算电路 ● 电压比较器 ● 课题实验
第一节 集成电路的基础知识
本节主要介绍的内容有：
● 集成电路的分类 ● 集成电路脚位序列的判定规则 ● 集成电路的检测 ● 集成电路的焊接
三、集成电路的检测
集成电路出现故障一般是局部损坏，如击穿、开路、短路等。 电源集成电路和功放芯片易损坏，存储器易出现软件故障，其它 芯片有时会出现虚焊等。
对于集成电路是否损坏，可通过从各个方面测试集成电路的 工作状态，并与正常工作状态作比较的方法来判断。即测量集成 电路各引脚的对地电压值和电阻值，其中测量电压值必须在电路 处于工作状态下进行，测量电阻值则应在断电静态状态下进行， 具体判断方法如下：
2．四方扁平芯片拆焊方法 （1）拆卸操作
① 开启热风枪并调节热风枪的气流与温度，一般温度调节在 300℃～400℃之间，而气流方面根据喷嘴来定，如果是单喷嘴， 气流档位设置在1-3档，其它喷嘴，气流可设置在4-6档，使用单 喷嘴，温度档不可设置太高。
② 记下待拆卸IC的位置和方向，并在IC引脚上涂上适当的助 焊剂。
式中，Af为负值，表明集成运放输出电压与输入电压反相，所 以叫反相放大器。而且，Af仅取决于Rf /R1的比值，而与集成运放 本身无关。电阻R2叫平衡电阻，其作用是保证放大器稳定工作。
⑤ 清洗助焊剂，检查电路板上有无锡珠、锡丝引起的短路现象， 待IC冷却后方可通电试机。
当然焊接的时候，也可以不用热风枪而用电烙铁焊接，具体方法 是：先用烙铁把IC芯片四个角位焊接定位，然后电烙铁加足焊锡和焊 剂，温度调到450℃，烙铁头接触IC脚并顺着往同一个方向快速拖动， 用拖焊的方法，把IC焊牢，如图6-1-7所示。
一、集成电路的分类
集成电路简称IC（Integrated Circuit），是通过特殊的半 导体工艺方法，把晶体管、电阻及电容等电路元器件和它们之间 的连线，全部集成在同一块半导体基片上，最后再进行封装，做 成一个完整的电路。
集成电路按其功能的不同，可以分为数字集成电路和模拟集 成电路；按模拟集成电路的类型来分，则又有集成运算放大器、 集成功率放大器、集成高频放大器、集成中频放大器、集成比较 器、集成乘法器、集成稳压器、集成数/模和模/数转换器以及集 成锁相环等。
1．检查集成电路各管脚对地的直流电压
2．检查集成电路各脚对地电阻值
3．用示波器检查集成电路的输入输出波形
四、集成电路的焊接
1．双列直插式集成电路的拆焊方法 （1）拆卸方法 可使用热风枪，也可使用电烙铁进行拆卸。 ① 用热风枪拆卸 对于脚位数目较多且脚位间距较大的IC，用烙铁拆卸不方便，一般 使用热风枪进行拆卸。将热风枪的风力调到3档，温度也调到了3档，风 嘴沿IC两边焊脚上移动加热，当焊锡熔化时，就可用镊子取下IC了。
③ 把助焊剂涂在IC各脚上，用烙铁把IC芯片四个角位焊接定位。
④ 用热风枪在集成模块各边引脚处来回移动逐一吹焊牢固，吹焊 时要控制好风速，防止把模块吹移位，如发现模块位置稍有偏差，可待 四周焊锡完全溶解后，用镊子将其轻推一下，即可复位，然后用镊子在 IC上面轻轻向下压一下，使其与电路板接触良好，如图6-1-6所示。
（2）焊接操作
① 将拆卸下来的IC用无水酒精或天那水进行清洗，用烙铁将脚位 焊平整，并放在带灯放大镜下检查脚位有无离位，有无痴锡短路，如有 则重新进行处理，如是新买回的IC则不需此步处理。
② 将整理好的IC按原标志放回电路板上，检查所有引脚是否与相 应的焊点对准，如有偏差，可适当移动芯片或整理有关的引脚。
集成运算放大器的符号如图6-2-1所示。
二、集成运算放大器组成的几种基本放大器电路
1．反相放大器
反相放大器电路如图6-2-2所示。输入信号uI经电阻R1加到反相 输入端，同相输入端经R2接地，电阻Rf跨接在反相输入端和输出端 之间，形成一个负反馈放大器。
反相放大器的放大倍数： Af=-Rf/R1
二、集成电路脚位序列的判定规则
汽车中的集成电路常用的外形有三种：单列直插式、双列直插式、四 方扁平式，如图6-1-1所示。
对于单列直接插式IC的脚位识别：打点或带小坑的为1脚，按从左到右 的顺序数，如图中6-1-1（a）所示。
对于双列直插式、四方扁平式的脚位识别：从起始脚开始，按逆时针 方向数，一般打点或带小坑的为1脚，有的IC是以缺口槽为起始标志，正对 缺口槽，左下脚就为1脚，如图6-1-1中（b）、6-1-1（c）所示。
② 用电烙铁拆卸
具体操作是：用电 烙铁把焊锡熔化加到IC 两边的焊脚并短路（即 左边短接在一起，右边 短接在一起，电烙铁温 度可调到最高），焊锡 尽量多些，盖住每个焊 脚（如图6-1-2所示）， 然后两边同时轮流加热 即加热一下左边又加热 一下右边，等焊锡全部 熔化时，用镊子移开IC。 用电烙铁把主板上多余 的焊锡除掉并清理焊盘， 把IC焊脚上多余的焊锡 也清除掉，保证IC焊脚 平整。
第二节 模拟信号运算电路
本节主要介绍的内容有：
● 什么是集成运算放大器 ● 集成运算放大器组成的几种基本放大器电路 ● 集成运算放大器在汽车电子电路中的应用
一、什么是集成运算放大器
●术语概念：反馈：把电子系统的输出量（电压或电流）的一部分 或全部，经过一定的电路送回到它的输入端，称为反馈。如果引入的反 馈使放大电路的放大倍数降低，就称为负反馈；如果引入的反馈使放大 电路的放大倍数增大，就称为正反馈。
③ 手持热风枪手柄，使喷嘴对准IC各脚焊点来回移动加热， 喷嘴不可触及集成电路块引脚，一般距离IC引脚上方6mm左右，如 图6-1-3所示。
④ 待IC脚焊锡点熔化时，用镊子移开IC，如图6-1-4所示。
⑤ 清除取下集成电路后余锡及焊剂杂质（可用无水酒精或天那 水清除焊剂杂质，用936电烙铁把电路板上的焊盘整理平整）如图61-5所示。
