集成运算放大器讲解102页PPT
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第4章-掌握集成运算放大器ppt课件(全)全篇
2 B
B1 B2
☆ 输入偏置电流IB是衡量差动管输入电流绝对值大小的标志
4.1.3 集成运放大器的主要参数
1. 输入误差特性
➢ 输入失调电流IOS
定义:零输入时,两输入偏置电流IB1、IB2之差称为输入失调电流, 即IOS =|IB1IB2|。
IOS反映了输入级差动管输入电流的对称性,一般希望IOS越小越好。 普通运放的IOS约为1nA0.1A。
✓UIO = 0、IIO = 0、 UIO = IIO = 0;
✓输入偏置电流 IIB = 0; ✓- 3 dB 带宽 fH = ∞ ,等等
4.1.4 集成运放的理想化模型
2. 理想运放的工作特性
理想运放的电压传输特性如图10-5所示。它分为线性区和非线
性区。
➢线性区
当理想运放工作于线性区时,VO=Ad(VPVN), 而Ad,因此VP VN) =0、VP=VN,又由输入电阻 Rid可知,流进运放同相输入端和反相输入端的
uO
+UOP
P
理想特 性
电流IP、IN为IP = IN =0;可见,当理想运放工作于线 性区时,同相输入端与反相输入端的电位相等,流 进同相输入端和反相输入端的电流为0。 IP = IN =0就 是VP和VN两个电位点短路,但是由于没有电流, 所以称为虚短路,简称虚短;而IP = IN =0表示流过 电流IP 、 IN的电路断开了,但是实际上没有断开, 所以称为虚断路,简称虚断。
4.1.3 集成运放大器的主要参数
2. 开环差模特性参数
➢-3dB带宽
定义:输入正弦小信号时, Aod是频率的函数,随着频率的增 加而下降。当下降3dB时所对应的信号频率称为-3dB带宽。一般运 放的-3dB带宽为几Hz几kHz,宽带运放可达到几MHz。
第4章-集成运算放大器电路PPT课件
.
22
模拟电子技术基础
此式表明,当Ir和所需要的小电流一定时,可计算
出所需的电阻R2。例如,已知Ir=1mA,要求IC2=10μA时,
则R2为
R21 20 6 1 1 0 06 3ln11000 10k2
如果VCC=15V,要使Ir=1mA,则Rr≈15kΩ。
由此可见,要得到10μA的电流,在VCC=15V时,采 用微电流电流源电路,所需的总电阻不超过27kΩ。如 果采用镜像电流源,则电阻Rr要大到1.5MΩ。
模拟电子技术基础
第四章
集成运算放大器 电路
.
1
本章重点:
➢集成运放的组成原理 ➢镜像电流源电路 ➢比例电流源电路
本章难点:
➢电流源电路的分析
模拟电子技术基础
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2
模拟电子技术基础
4.1 集成运算放大器的概述 4.2 电流源电路 4.3 集成运放电路举例
.
3
模拟电子技术基础
4.1 集成运算放大器的概述
Rb
βib
rbe1
rce1 rce2
RL
A .u1(rcR 1e b / r /crb 2 e1 /eR /L)R b1 R rL b1e
.
30
模拟电子技术基础
有源负载差分放大电路
T3
T4
+
T1
T2
ui -
-VEE
+VCC RL
iC 3 iC 4 iC1 iC 2 iC 3 iC1 iO iC 4 iC 2 2iC1
电压与输出电压之间的相位关系。
uP
uN
Aod
uO
反相输入端
电压传输特性 uOf(uPuN)
第06章集成运算放大器ppt
图6-10 输入保护电路
(2)输出保护
图 6-11 所示为输出端保护电路,限流电 阻 R 与稳压管 VZ构成限幅电路,它一方面将 负载与集成运放输出端隔离开来,限制了运 放的输出电流,另一方面也限制了输出电压 的幅值。当然,任何保护措施都是有限度的, 若将输出端直接接电源,则稳压管会损坏, 使电路的输出电阻大大提高,影响了电路的 性能。
图6-11 输出保护电路
(3)电源端保护
为防止电源极性接反,可利用二极管的
单向导电性,在电源端串接二极管来实现保
护,如图 6-12 所示。由图可见,若电源极性
接错,则二极管VD1、VD2不能导通,使电源
被断开。
图6-12 电源端保护源自二、 电路符号及基本连接2脚 —反向输入端, 3脚 —同向输入端, 4脚— 负电源端, 5 、 1间接调零电位器 6脚—输出端, 7脚 —正电源端,8脚—空脚(NC)。 使用时,先调零: 将V- 、 V+端同时接地(即令Ui=0),调RP ,使U0 =0, 使U0 =0后, RP不再变动, 这样,使用时,电路抑制共模信号的能力最强。 VNC
第六章
集成运算放大器
§6.1 集成运算放大器
§6.1.1 集成运算放大器的基本组成
集成运算放大器实质上是一个具有高 电压放大倍数的多级直接耦合放大电路。 从 20 世纪 60 年代发展至今已经历了四代产 品,类型和品种相当丰富,但在结构上基 本一致,其内部通常包含四个基本组成部 分:输入级、中间级、输出级以及偏置电 路,如图6-7所示。
R1
Rf R1
ui u i ii ui uo ui R2 Rf Auf 1 Rf R2
ui ui R2 ii if
uo
第11章集成运算放大器精品PPT课件
结论:反相输入端为 “虚地”。
注意 当反相输入端接地
R1
时, 因为存在负反馈信号, 同
相输入端 不是“虚地”!ui
R2
RF 第11章 11.1
uo
RF
uo
第11章 11.1
运放工作在线性工作状态的必要条件: 运放必须加上深度负反馈,如RF。
3.理想运放非线性工作的分析依据
“虚断路”原则
ii
ii
=
ui rid
(2) “虚短路”原则
ui = u+ – u-= —Au–ouo
–
ui
+ uo
+
对于理想运放 Auo ui 0
u– u+ 相当于两输入端之间(虚)短路
(3) “虚地”的概念
当同相输入端接地时,
ui
R1
由“虚断路”原则 ii = 0 , 有 u+= 0
R2
由“虚短路”原则 u_ u+ = 0
第11章 目录
第11章 集成运算放大器
11.1 运算放大器的简单介绍
11.3 运算放大器在信号运算方面的应用
11.4 运算放大器在信号处理方面的应用
11. 1 运算放大器的简单介绍
集成运放概述
第11章 111
集成运放是具有高开环电压放大倍数,并带有深度负反馈的 的直接耦合放大器。
1. 电路符号
反相 输入端
= 1 + RRF1 R2R+3R3 ui2
R3
uo = u'o + u"o = 1+ RRF1RR2+3R3ui2- RRF1 ui1
第11章 11.3
u o''
《第讲集成运放》PPT课件
2) 动态参数
(1)开环差模电压增益Aod 指集成运放工作在线性区,接入规定的负载,无负 反馈情况下的直流差模电压增益。Aod与输出电压V o的 大小有关。 (2)差模输入电阻rid 是指输入差模信号时运放的输入电阻。 (3)最大输出电压Uom 指运放工作在放大状态时,运放能够输出的最大电 压幅度。
3.差模输入时主要技术指标的计算
(1)双端输入双端输出
交流通路和差模等效电路 c
注意:
(a)差模输入时,vi1=-vi2=vid/2, 当一管电流ic1增加时, 另一管的电流ic2必然减 小。由于电路对称,ic1 的增加量必然等于ic2的减少量。所以流过恒流源(或Re) 的电流不变,ve=0. 故如图所示的交流通路中Re为0(短路)。 (b)差模输入时,vi1=-vi2=vid/2, 每一管上的电压仅为总的输入电压vid 的1/2。 故虽然电路由两管组成,但总的电压放大倍数仅与单管的相同。即Av=-BRc/rbe (c)如果在输出端接有负载电阻RL, 由于负载两端的电位变化量相等,变化方向 相反,故负载的中点处于交流地电位。因此,如图所示的交流通路中每一管的负 载为RL/2。此时,总的电压放大倍数与单管的相同。即Av=-BRL’/rbe. (d)由于双端输入,故输入电阻为两管输入电阻的串联,即Rid=2rbe (e) 由于双端输出,故输出电阻为两管输出电阻的串联,即Ro=2Rc
2. 抑制零点漂移的原理 (1)零点漂移
如果将直接耦合放大电路的输入端短路,其输出端应有一固定的 直流电压,即静态输出电压。但实际上输出电压将随着时间的推移, 偏离初始值而缓慢地随机波动,这种现象称为零点漂移,简称零漂。 零漂实际上就是静态工作点的漂移。
(2)零漂产生的主要原因
a)温度的变化。温度的变化最终都将导致BJT的集电极电流IC的 变化,从而使静态工作点发生变化,使输出产生漂移。因此,零漂 有时也称为温漂。
集成运算放大器PPT课件
2021/5/8
21
2. 串联负反馈和并联负反馈 根据反 馈信号在输入端与输入信号比较形式的不 同而定义。
①串联反馈:反馈信号与输入信号串 联,即反馈信号与输入信号以电压作比较。
②并联反馈:反馈信号与输入信号并联, 即反馈信号与输入信号以电流作比较。
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10
F007(5G24)外引线图
+15V
反相
VCC
输入端 2 7 A o
6
3
IN
OUT
同相
41 5
IN
VEE
俯视图
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输入端
-15V
接线图
1
输出端
11
7.1.2 集成运放的主要参数
• 输入失调电压 UIO; • 输入失调电流 IIO; • 输入偏置电流 IIB; • 开环差模电压放大倍数 Auo; • 最大差模输入电压 Uidmax; • 最大共模输入电压 Uicmax; • 最大输出电流Iomax; • 最大输出电压 Uomax; • 差模输入电阻 rid 和输出电阻ro。
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8
7.1.1 集成运放的组成
输入级
中间级
输出级
偏置电路
偏置电路的作用是为上述各级电路提供 稳定和合适的偏置电流,决定各级的静 态工作点,一般由各种恒流源电路构成。
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9
集成运放在电路中的图形符号
表示放大器
电压放大倍数
反相输入端
u- u+
Au0
-+ +
同相输入端
输出端
uo
• 输出信号满足 uoAuo(uu) ;
• “接地”与“虚地”。
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集成运算放大器精品PPT课件
图3.7 恒流源式差动放大电路的简化表示法
3.2 集成运算放大器
一、 集成运算放大器的基本组成和符号
集成运算放大器是一个具有高电压放大倍数的多级直 接耦合放大电路。
1.基本组成
图3.8 集成运放的基本组成部分
2.电路符号
图3.9 集成运算放大器的电路符号
二、集成运算放大器的主要性能指标
1.开环差模电压放大倍数Aud 2.输入失调电压UIO 3.输入偏置电流IIB 4.输入失调电流IIO 5.输入失调电压温漂ΔUIO/ΔT和输入失调电流温漂
图3.3 基本差动放大电路的交流通路
①差模信号和差模输入
若ui1、ui2大小相同、极性相反,即ui1= -ui2,称为差模
信号,记为uid。 其中uid=ui1-ui2
输入信号是差模信号的输入方式称差模输入。
差模输出uod=Au (ui1-ui2)=Au uid
表明差分放大电路可放大差模信号
②共模信号和共模输入
二、差动电路
1.电路结构与特点 特点: (1)由两个完全对称的共射 电路组合而成。同时要求参数 对称。 (2)电路采用正负双电源供 电。
图3.1 典型基本差动放大电路
2.工作分析
(1)静态分析
当ui1=ui2=0时,电路如图3.2所示。 ∵ IE1=IE2 ∴ UEE=UBE+2IE1Re
∴ IE1=(UEE-UBE)/2Re≈IC1
双端输入,双端输出; 单端输入,双端输出; 双端输入,单端输出; 单端输入,单端输出。
(2)性能特点比较
5、恒流源式差动放大电路 恒流源的内阻较大,可
以得到较好的共模抑制效 果,同时利用恒流源的恒 流特性给三极管提供更稳 定的静态偏置电流。如图 3.6所示。
3.2 集成运算放大器
一、 集成运算放大器的基本组成和符号
集成运算放大器是一个具有高电压放大倍数的多级直 接耦合放大电路。
1.基本组成
图3.8 集成运放的基本组成部分
2.电路符号
图3.9 集成运算放大器的电路符号
二、集成运算放大器的主要性能指标
1.开环差模电压放大倍数Aud 2.输入失调电压UIO 3.输入偏置电流IIB 4.输入失调电流IIO 5.输入失调电压温漂ΔUIO/ΔT和输入失调电流温漂
图3.3 基本差动放大电路的交流通路
①差模信号和差模输入
若ui1、ui2大小相同、极性相反,即ui1= -ui2,称为差模
信号,记为uid。 其中uid=ui1-ui2
输入信号是差模信号的输入方式称差模输入。
差模输出uod=Au (ui1-ui2)=Au uid
表明差分放大电路可放大差模信号
②共模信号和共模输入
二、差动电路
1.电路结构与特点 特点: (1)由两个完全对称的共射 电路组合而成。同时要求参数 对称。 (2)电路采用正负双电源供 电。
图3.1 典型基本差动放大电路
2.工作分析
(1)静态分析
当ui1=ui2=0时,电路如图3.2所示。 ∵ IE1=IE2 ∴ UEE=UBE+2IE1Re
∴ IE1=(UEE-UBE)/2Re≈IC1
双端输入,双端输出; 单端输入,双端输出; 双端输入,单端输出; 单端输入,单端输出。
(2)性能特点比较
5、恒流源式差动放大电路 恒流源的内阻较大,可
以得到较好的共模抑制效 果,同时利用恒流源的恒 流特性给三极管提供更稳 定的静态偏置电流。如图 3.6所示。
集成运算放大器电路PPT
3. 集成运放的符号和电压传输特性 uO=f(uP-uN)
在线性区:
uO=Aod(uP-uN) Aod是开环差模放大倍数。
非线 性区
由于Aod高达几十万倍,所以集成运放工作在线性区时的 最大输入电压(uP-uN)的数值仅为几十~一百多微伏。
(uP-uN)的数值大于一定值时,集成运放的输出不是 +UOM , 就是-UOM,即集成运放工作在非线性区。
一、概述
集成运算放大电路,简称集成运放,是一个高性能的直接 耦合多级放大电路。因首先用于信号的运算,故而得名。
1. 集成运放的特点
(1)直接耦合方式,充分利用管子性能良好的一致性采 用差分放大电路和电流源电路。 (2)用复杂电路实现高性能的放大电路,因为电路复杂 并不增加制作工序。 (3)用有源元件替代无源元件,如用晶体管取代难于制 作的大电阻。 (4)采用复合管。
(2)多集电极管构成的多路电流源
设三个集电区的面积分别为S0、S1、S2,则
IC1 S1 ,IC2 S2 IC0 S0 IC0 S0
根据所需静态电流,来确定集电结面积。
(3)MOS管多路电流源
基准电流
MOS管的漏极 电流正比于沟道 的宽长比。
设宽长比W/L=S,且T1~T4的宽长比分别为S0、S1、
+
uo = ui
+
ui负半周,电流通路为
地→ RL → T2 → -VCC,
uo = ui
两只管子交替工作,两路电源交替供电, 双向跟随。
4. 交越失真
+ +
信号在零附近两 只管子均截止
开启
消除失真的方法:
电压
设置合适的静态工作点。
三、消除交越失真的互补输出级
• 对偏置电路的要求:有合适的Q点,且动态电 阻尽可能小,即动态信号的损失尽可能小。
最新第五章-集成运算放大器分析课件ppt
差动放大电路对两管所产生的零点漂移都有抑制作用
2. 有信号输入时的工作情况(动态分析)
RB2
RB1
共模信号 需要抑制
+ ui1
–
RC + uo – RC
T1
T2
+UCC
RB2
RB1 + ui2 –
(1) 共模信号 ui1 = ui2 大小相等、极性相同 两管集电极电位呈等量同向变化
uo= (uC1+uC1 )-(uC2 + uC1 ) =0
特点:输入电阻高、输出电阻低
串联电流负反馈
+ ui –
u+–d R2
– +
+
io
uo
RL
+
R –uf
设输入电压 ui 为正, 各电压的实际方向如图
差值电压 ud =ui – uf uf 削弱了净输入电压 (差值电压) ——负反馈
反馈电压 uf =Rio 取自输出电流 ——电流反馈
反馈信号与输入信号在输入端以电压的形式比较
反馈电流
if
R R RF
io
取自输出电流——电流反馈
反馈信号与输入信号在输入端以电流的形式比较
——并联反馈
并联电流负反馈
if RF
设输入电压 ui 为正,
i1
+
R1
ui
R2
id
– +
+
io -
RL
各电流的实际方向如图 差值电流 id = i1 – if if 削弱了净输入电流
–
R
(差值电流) ——负反馈
理想运放图形符号
理想化条件: • 开环电压放大倍数Auo • 输入电阻 ri • 输出电阻 ro0 • 共模抑制比 KCMR=
集成运算放大器 ppt课件
集成电路的优点:体积小、重量轻、安装方便、功耗小、 工作可靠等。
集成电路的类型:以集成度即管子和元件数量可分为一百 以下的小规模集成电路;一百至一千个之间的中规模集成电路; 一千至十万个之间的大规模集成电路;十万以上的超大规模集 成电路。按所用器件又可分为双极型器件组成的双极型集成电 路;单极型器件组成的单极型集成电路;双极型器件和单极型 器件兼容组成的集成器件。此外,还有线性集成电路和数字集 成电路等。
5.2 集成运算放大器
5.2.1 集成运算放大器的外形和符号 5.2.2 集成运算放大器的放大倍数和参数 5.2.3 集成运算放大器的理想特性 5.2.4 放大器的集成运算应用举例 5.2.5 集成运放使用常识
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5.2 集成运算放大器
集成电路:把晶体管、电阻、电容以及连接导线等集中 制造在一小块半导体基片上而形成具有电路功能的器件。
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7. 共模抑制比KCMR 电路开环情况下,差模放大倍数AVD与共模放大倍数 AVC之比。KCMR越大,运放性能越好。一般在80dB以上。 8. 输出电压峰-峰值VOPP 放大器在空载情况下,最大不失真电压的峰-峰值。 9. 静态功耗PD 电路输入端短路、输出端开路时所消耗的功率。 10. 开环频宽BW 开环电压放大倍数随信号频率升高而下降3dB所对应 的频宽。以上参数可根据集成运放的型号,从产品说明 书等有关资料中查阅。
集成运算放大器(简称集成运放):直接耦合的高放大 倍数的线性集成电路。
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精品资料
• 你怎么称呼老师?
• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点,你 是否会认为老师的教学方法需要改进?
• 你所经历的课堂,是讲座式还是讨论式? • 教师的教鞭
集成电路的类型:以集成度即管子和元件数量可分为一百 以下的小规模集成电路;一百至一千个之间的中规模集成电路; 一千至十万个之间的大规模集成电路;十万以上的超大规模集 成电路。按所用器件又可分为双极型器件组成的双极型集成电 路;单极型器件组成的单极型集成电路;双极型器件和单极型 器件兼容组成的集成器件。此外,还有线性集成电路和数字集 成电路等。
5.2 集成运算放大器
5.2.1 集成运算放大器的外形和符号 5.2.2 集成运算放大器的放大倍数和参数 5.2.3 集成运算放大器的理想特性 5.2.4 放大器的集成运算应用举例 5.2.5 集成运放使用常识
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5.2 集成运算放大器
集成电路:把晶体管、电阻、电容以及连接导线等集中 制造在一小块半导体基片上而形成具有电路功能的器件。
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7. 共模抑制比KCMR 电路开环情况下,差模放大倍数AVD与共模放大倍数 AVC之比。KCMR越大,运放性能越好。一般在80dB以上。 8. 输出电压峰-峰值VOPP 放大器在空载情况下,最大不失真电压的峰-峰值。 9. 静态功耗PD 电路输入端短路、输出端开路时所消耗的功率。 10. 开环频宽BW 开环电压放大倍数随信号频率升高而下降3dB所对应 的频宽。以上参数可根据集成运放的型号,从产品说明 书等有关资料中查阅。
集成运算放大器(简称集成运放):直接耦合的高放大 倍数的线性集成电路。
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• 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点,你 是否会认为老师的教学方法需要改进?
• 你所经历的课堂,是讲座式还是讨论式? • 教师的教鞭