5第三节 集成运放的基本组成部分
集成运放的基本组成部分
集成运放的基本组成部分偏置电路偏置电路的作用是向各放大级提供合适的偏置电流，确定各级静态工作点。
各个放大级对偏置电流的要求各不相同。
对于输入级，通常要求提供一个比较小（一般为微安级）的偏置电流，而且应该非常稳定，以便提高集成运放的输入电阻，降低输入偏置电流、输入失调电流及其温漂等等。
在集成运放中，常用的偏置电路有以下几种：镜像电流源也称为电流镜（Current Mirror），在集成运放中应用十分广泛，它的电路如下图所示。
电源VCC通过电阻R和VT1，产生一个基准电流IREF，由图可得然后在VT2的集电极得到相应的IC2，作为提供给某个放大级的偏置电流。
由于UBE1＝UBE2，而VT1和VT2是做在同一硅片上两个相邻的三极管，它们的工艺、结构和参数都比较一致，因此可以认为由于输出恒流IC2和基准电流IREF相等，它们之间如同是镜像的关系，所以这种恒流源电路称为镜像电流源。
镜像电流源的优点是结构简单，而且具有一定的温度补偿作用。
二、比例电流源在镜像电流源的基础上，在VT1、VT2的发射极分别入两个电阻R1和R2，即可组成比例电流源，如下图所示。
由于VT1、VT2是做在同一硅片上的两个相邻的三极管，因此可以认为UBE1≈IE2R2，则IE1R1≈IE2R2如果两管的基极电流可以忽略，由上式可得可见两个三极管的集电极电流之比近似与发射极电阻的阻值成反比，故称为比例电流源。
以上两种电流源的共同缺点是，当直流电源VCC变化时，输出电流IC2几乎按同样的规律活动，因此不适用于直流电源在大范围内变化的集成运放。
此外，若输入级要求微安级的偏置电流，则所有电阻将达兆欧级，在集成电路中无法实现。
差分放大输入级集成运放的输入对于它的许多指标诸如电阻、共模输入电压、差模输入电压和共模抑制比等等，起着决定性的作用，因此是提高集成运放质量的关键。
为了发挥集成电路内部元件参数匹配较好、易于补偿的优点，输入级大都采用差分放大电路的形式。
5-3集成运放的基本组成部分
+VCC Rb2
R2
当温度升高时ICUC （两管变化量相等）
uo= (uC1 + uC1 ) － (uC2 + uC2 ) = 0 对称差分放大电路对两管所产生的同向漂移都有
抑制作用。
10
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第三节 集成运放的基本组成部分
（2）差模输入电压和共模输入电压
差模输入 + 电压
uid
-
Rb1
28106ln28106
31033k
8
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第三节 集成运放的基本组成部分
二、差分放大输入级
1. 基本形式差分放大电路
+VCC
（1）电路组成
Rb1
Rc1 + uO -
Rc2
Rb2
两个输入、
R1
两个输出
两管静态工 作点相同
+ uid
+1 -2
uid
+1
-
- 2 uid
R2
VT1
VT2
电路结构对称，在理想的情况下，两管的特性及对
③不能简单认为Ic13 ≈ IREF 。
1
I C13
I REF 1
2
0 .7 3
1
1
2
mA
0 .3 6 5 m A
④ 可认为 IC11 ≈ IREF 。
IC10 VT10
R4
VT12
+VCC VT13
R5 IREF
IC13
IC11
VT11
-VEE
R4IU CT 10lnIIC C1 10 1
26103 0.73103
12
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集成运放的电路组成及其各部分的作用
集成运放的电路组成及其各部分的作用
集成运放是一种高电压放大倍数的多级直接耦合放大电路，由四部分组成：输入级、中间级、输出级和偏置电路，原理框图如图1所示。
它有两个输入端，一个输出端，如图中所标up 、un、uo。
均以“地”为公共端。
图1 集成运放原理框图1、输入级
输入级往往是一个高性能的双端输入差动放大电路。
一般要求其输入电阻高，差模电压放大倍数大，抑制共模信号的力量强，静态电流小。
输入级的好坏直接影响集成运放的大多数性能参数，如输入电阻、共模抑制比等。
2、中间级
中间级的作用是使集成运放具有较强的放大力量，多采纳共射（或共源）放大电路。
而且为了提高电压放大倍数，常常采纳复合管做放大管，以恒流源做集电极负载。
其电压放大倍数可以达到千倍以上。
3、输出级
输出级应具有输出电压线性范围宽、输出电阻小（即带负载力量强）、非线性失真小等特点。
集成运放的输出级多采纳互补对称功率放大电路。
4、偏置电路
偏置电路用于设置集成运放内部各级电路的静态工作点。
与分立元件不同，集成运放通常采纳电流源电路为各级供应合适的集电极（或
放射极、漏极）静态工作电流，从而确定了合适的静态工作点。
运放内部结构
一、运算放大器内部构造
集成运算放大器（以后简称集成运放）是一种高电压增益、高输入电阻和低输出电阻的多级直接耦合放大电路。
它的类型很多，电路也不一样，但结构具有共同之处，下图所示为集成运放的内部电路组成框图。
图中输入级一般是由BJT、JFET或MOSFET组成的差动放大电路，利用它的对称特性可以提高整个电路的共模抑制比和其他方面的性能，它的两个输人端构成整个电路的反相输入端和同相输入端。
电压放大级的主要作用是提高电压增益，它可由一级或多级放大电路组成。
输出级一般由电压跟随器或互补电压跟随器构成，以降低输出电阻，提高带负载能力。
偏置电路是为各级提供合适的工作电流。
此外还有一些辅助环节。
如电平移动电路，过载保护电路以及高频补偿电路等。
集成运放的组成
集成运放的组成
集成运放实际上是一种电压放大倍数很高、输入电阻很大、输出电阻很小的多级直接耦合放大器。
它的种类许多，但内部结构相像，它主要由输入级、中间级、输出极三个部分组成。
1．输入级
输入级是打算运算放大器技术指标的关键部分。
运算放大器的输入级是由差动放大电路构成。
差动放大电路便于利用半导体集成工艺，具有对称性好、输入电阻高、可以有效地放大有用信号、抑制干扰信号等优点。
差动放大电路有两个输入端，u 为反相输入端，反相输入端加输入信号时，输出电压uo与输入电压u 相位相反；u+为同相输入端，由同相输入端加输入信号时，uo与u+相位相同。
2．中间级
中间级的主要作用是为整个电路供应足够大的电压放大倍数。
一般采纳一级或多级共放射极放大电路。
3．输出级
对输出级的要求是输出电阻低，能够为负载供应足够大的电压和电流，带负载力量强。
一般采纳互补对称功率放大电路。
此外，带有过载爱护，可以防止输出电流过大时将器件损坏。
集成运放的形状通常有二种：双列直插式和园壳式。
1。
集成运放的基本组成电路
集成运放的基本组成电路集成运放的形状特点→ 基本组成电路框图→ 偏置电路→ 差分放大输入级→ 中间放大级→ 互补对称输出级。
1、集成运放的形状结构介绍现在使用的运算放大器都是集成组件，应用最广泛的集成放大器是集成运算放大器（集成运放），最早用于模拟计算机，并由此而得名。
随着技术指标的不断提高和价格的日益降低，作为一种通用的高性能放大器，目前已经广泛应用于自动掌握、精密测量、通信、信号处理以及电源等电子技术应用的全部领域。
集成运放有金属圆壳式和陶瓷双列直插式等封装形式，如图5.1所示是集成运放F007和μA741的形状、管脚图。
图中：①、⑤、⑧——空脚②——反相输入端③——为同相输入端⑥——为输出端⑦——正电源端④——负电源端集成运放内部电路结构简单，而对使用者来说，须把握的是其主要性能及其连接和使用的方法，因而本章不再具体介绍其内部结构。
在详细应用中，集成运放可视为一个高增益（80~140dB）、高输入电阻、低输出电阻的多级直接耦合放大器，为了抑制零点漂移, 抵制温漂变化对电路的影响，输入级采纳了差分放大电路。
差分放大电路，有两个输入端和一个输出端。
图5.2所示是集成运放的电气符号及其管脚标准接法。
集成运算放大器内部通常包括四个组成基本部分，如图5.3方框图所示。
2、偏置电路主要作用：向各放大级供应合适的静态工作点。
各放大级对偏置电流和工作电流要求不同，差分输入级的偏置电流最小（μA 级），且要求稳定。
为此，偏置电路常采纳各种电流源电路。
应用最广泛的电流源是镜像电流源，另外还有比例电流源、微电流源等。
1.镜像电流源如图5.4是镜像电流源电路。
I R = U CC U BE R ——基准电流V T 1 、V T 2 参数对称，I B1 = I B2 = I B ，I C1 = I C2 = I C则I C = I R 2 I B = I R 2 I C β所以I C2 = I C1 = I C = I R 1+ 2 β ≈ I R (β2)2.微电流源如图5.5是微电流源电路。
简述集成运放各组成部分的功能
简述集成运放各组成部分的功能集成运放，又称为放大器，是一种基于硅的封装集成电路，具有放大输入信号的功能。
它是将多个元件，如放大器、滤波器、延迟线等，集成在一块制作的小尺寸的单片机内。
它被广泛应用在各种电子设备中，如手机、电脑、数码相机、收音机、视频机等，通过多种方式被利用来实现对信号的放大、加强或调整。
集成运放是由两个主要部件组成：结构和放大器。
结构部分包括基本原理图、接线、静电放电保护、超低噪声管和输入/输出等。
放大器是集成运放的核心部件，它的作用是负责放大和调整信号的幅度、相位和频率，以获得所需要的信号结果。
集成运放有三种不同的工作状态：功率放大、模拟放大和数字放大。
功率放大器是用来增加一个信号的功率。
在功率放大器中，放大器本身不会更改信号的波形，只会增加它的幅度。
而模拟放大器则可以更改信号的幅度和相位同时也可以放大信号的功率。
数字放大器则可以将一个信号转换成数字信号，并通过运算来精确的控制信号的功率和频率。
此外，集成运放还具有滤波器、延迟线等部件。
滤波器可以滤除多余的信号，从而提供更纯净的信号输出。
延迟线则可以将信号推迟一定的时间，从而使得信号可以在同一个系统中被正确的识别。
集成运放的功能可以总结如下：首先，它可以放大一个信号的功率；其次，它可以更改信号的幅度和相位，以达到放大的效果；再次，它可以将一个模拟信号转换成数字信号，以控制信号的功率和频率；最后，它还具有滤波器和延迟线等功能，可以控制信号的精确性和细节。
总之，集成运放具有许多不同的功能，它可以帮助电子设备实现对信号的放大、加强和调整。
因此，它在电子设备中的应用非常普遍，且这种技术仍在不断发展，以满足现代设备的多样性需求。
集成运放的组成
集成运放的组成集成运放是一种集成了多个功能模块的放大器，通常包括输入级、放大级和输出级等。
本文将以集成运放的组成为标题，探讨其构造和工作原理。
一、输入级输入级是集成运放的第一个功能模块，它主要负责对输入信号进行放大和滤波。
输入级通常由差分放大器和输入滤波电路组成。
差分放大器能够抑制共模干扰，提高系统的抗干扰能力；而输入滤波电路则可滤除高频噪声，保证输入信号的准确性和稳定性。
二、放大级放大级是集成运放的核心部分，它负责对输入信号进行放大。
放大级一般由多级放大器组成，其中每一级都能够将输入信号放大一定倍数。
放大级采用了高增益的放大器，能够将微弱的输入信号放大到足够的水平，以便后续的处理和驱动。
三、输出级输出级是集成运放的最后一个功能模块，它主要负责对放大后的信号进行输出和驱动。
输出级通常由输出放大器和输出滤波电路组成。
输出放大器能够将放大后的信号输出到负载上，驱动外部电路的工作；而输出滤波电路则可滤除输出信号中的高频噪声，提高输出信号的纯净度和稳定性。
四、反馈电路反馈电路是集成运放中的重要部分，它能够使运放具备稳定性和精确性。
在反馈电路中，一部分输出信号经过反馈网络返回到输入端，与输入信号相比较，并通过反馈电路调整运放的增益和频率特性，使得整个系统具备较好的动态性能和线性度。
五、电源电路电源电路是集成运放的基础，它提供运放所需的正负电源电压。
电源电路通常包括稳压电源和滤波电路，稳压电源可保证运放工作在稳定的电压范围内，滤波电路可滤除电源中的杂散噪声，提供干净的工作环境。
六、保护电路保护电路是集成运放中的一项重要设计，它能够保护运放免受过载、过热和电源电压异常等因素的损害。
保护电路通常包括过载保护、过热保护和过压保护等，以确保运放在各种工作条件下都能正常工作并保持稳定性。
集成运放由输入级、放大级、输出级、反馈电路、电源电路和保护电路等功能模块组成。
每个功能模块都发挥着重要的作用，共同实现对输入信号的放大和处理。
集成运放电路的组成和各部分电路的功能特点
集成运放电路的组成和各部分电路的功能特点
集成运算放大电路是一种直接耦合的多级放大电路。
它的放大倍数非常高、输入电阻也高，输出电阻低，应用非常广泛。
它的内部电路比较复杂，但一般由四部分组成：偏置电路、输入级电路、输出级电路和中间级电路。
各部分电路特点为：
1)．输入级：
一般由差放电路组成，它的特点是：输入电阻高，放大共模信号，抑制差模信号。
2)．输出级：
一般由互补对称电路组成，它的特点是输出电阻小，输出功率大，带负载能力强。
3)．中间级：
一般由共射放大电路组成，它的特点是电压放大倍数高。
4)．偏置电路：
一般由恒流源电路组成，它的特点是能提供稳定的静态电流，动态电阻很高，还可作为放大电路的有源负载。
集成运算放大电路有两个输入端、一个输出端，电路符号为：
名词解释：
一：直接耦合方式
直接耦合：将前一级的输出端直接连接到后一级的输入端。
直接耦合方式的缺点：采用直接耦合方式使各级之间的直流通路相连，因而静态工作点相互影响。
有零点漂移现象。
直接耦合方式的优点：具有良好的低频特性，可以放大变化缓慢的信号；由于电路中没有大容量电容，易于将全部电路集成在一片硅片上，构成集成电路。
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集成运算放大器原理
集成运算放大器原理集成运算放大器（Operational Amplifier，简称Op-Amp）是一种重要的电子元件，广泛应用于模拟电路中。
它具有高增益、高输入阻抗、低输出阻抗、宽带宽等特点，是现代电子技术中不可或缺的一部分。
在本文中，我们将深入探讨集成运算放大器的原理及其应用。
首先，让我们来了解一下集成运算放大器的基本结构。
集成运算放大器通常由差动放大器、级联放大器和输出级组成。
差动放大器是集成运算放大器的核心部分，它由两个输入端和一个输出端组成。
输入端通常包括一个非反相输入端（+）和一个反相输入端（-），输出端则输出差分信号的放大结果。
级联放大器用于进一步放大差动放大器的输出信号，而输出级则用于驱动负载。
集成运算放大器的工作原理主要依赖于反馈机制。
在反馈电路中，部分输出信号会被送回到输入端，以控制放大器的增益和性能。
负反馈可以提高放大器的稳定性和线性度，使其更适合实际应用。
而正反馈则可以用于产生振荡或非线性特性。
除了基本的放大功能，集成运算放大器还可以实现各种电路功能，如加法器、减法器、积分器、微分器等。
通过合理设计反馈电路和输入输出端的连接方式，可以实现不同的电路功能。
这使得集成运算放大器成为模拟电路设计中的重要工具。
在实际应用中，集成运算放大器广泛应用于信号处理、滤波器、控制系统、仪器仪表等领域。
例如，它可以用于放大传感器信号、控制电机速度、设计滤波器等。
其高性能、灵活性和可靠性使得集成运算放大器成为电子工程师设计电路时的首选器件之一。
总的来说，集成运算放大器是一种功能强大、应用广泛的电子元件。
它的原理基础于差动放大器和反馈机制，通过合理设计可以实现各种电路功能。
在实际应用中，它发挥着重要作用，为电子系统的稳定性和性能提供了强大支持。
希望本文能对您对集成运算放大器有更深入的了解，并在实际应用中发挥更大的作用。
集成运算放大器的基本组成
集成运算放大器的基本组成
集成运算放大器（Operational Amplifier，简称Op Amp）由多个晶体管、电阻器、电容器等器件组成的集成电路，主要包括以下部分：
1. 输入级：由差分放大器组成，用于接收输入信号并将其差分放大。
2. 中间级：用于增强输入信号的放大效果。
3. 输出级：由功率放大器组成，用于将中间级的信号放大到足够的输出电平。
4. 反馈网络：用于控制集成运算放大器的放大倍数和带宽等参数。
5. 电源电压稳定器：用于稳定集成运算放大器的工作电源。
6. 输入和输出保护电路：用于保护集成运算放大器免受过压、过流等损坏。
总之，集成运算放大器的基本组成包括输入级、中间级、输出级、反馈网络、电源电压稳定器以及输入和输出保护电路等组件，它们协同工作，使得集成运算放大器具有高精度、高稳定性、高带宽、低噪声等特点。
模拟集成运放电路的四大基本组成
模拟集成运放电路是电子电路领域中常见的一种电路结构，它具有放大、滤波、求和、积分等多种功能。
由于其结构简单、性能稳定等特点，被广泛应用于放大器、滤波器、反馈控制系统等领域。
模拟集成运放电路的基本组成包括四个关键部分，分别是电路的输入端、输出端、反馈回路和直流供电端，下面将详细介绍每个部分的组成及其功能。
一、输入端1. 输入端包括正输入端和负输入端，它们分别对应模拟集成运放电路的两个输入信号。
正输入端通常用符号“In+”表示，负输入端通常用符号“In-”表示。
2. 输入端的基本作用是接收外部输入信号，并将其转换成电压或电流信号，输入端通常由高阻抗电路构成，以减少对外部信号源的影响。
3. 在一些特殊的应用场合，输入端还会加入偏置电压以调节运放的工作状态，以满足不同的电路需求。
二、输出端1. 输出端通常是模拟集成运放电路的最终输出端，通常用符号“Out”表示。
2. 输出端的基本作用是将输入端的信号经过放大和处理后输出到外部电路中，输出端通常有较低的输出阻抗和较高的输出功率。
3. 输出端的特点是能够提供稳定的输出信号，同时还能够适应外部负载的变化，保证输出信号的稳定性和可靠性。
三、反馈回路1. 反馈回路是模拟集成运放电路中最复杂的部分之一，它通常由正反馈回路和负反馈回路组成。
2. 正反馈回路会使运放产生振荡或非线性失真，因此一般不采用。
3. 负反馈回路是模拟集成运放电路中最常用的一种反馈方式，它能够提高运放的性能指标，如增益稳定性、频率响应等。
4. 反馈回路的基本作用是将输出信号引入到输入端，形成一个闭合反馈回路，以达到改变运放工作状态的目的。
四、直流供电端1. 直流供电端是模拟集成运放电路能够正常工作的基础，它通常由正极电源和负极电源组成。
2. 直流供电端的基本作用是为模拟集成运放电路提供稳定的电源电压，保证电路正常工作。
3. 直流供电端还需要具备一定的电流输出能力，以满足运放电路在不同工作状态下的电流需求。
5-3集成运放的基本组成部分共44页文档
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13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
集成运放的基本组成部分
集成运放的基本组成部分偏置电路偏置电路的作用是向各放大级提供合适的偏置电流，确定各级静态工作点。
各个放大级对偏置电流的要求各不相同。
对于输入级，通常要求提供一个比较小（一般为微安级）的偏置电流，而且应该非常稳定，以便提高集成运放的输入电阻，降低输入偏置电流、输入失调电流及其温漂等等。
在集成运放中，常用的偏置电路有以下几种：镜像电流源也称为电流镜（Current Mirror），在集成运放中应用十分广泛，它的电路如下图所示。
电源VCC通过电阻R和VT1，产生一个基准电流IREF，由图可得然后在VT2的集电极得到相应的IC2，作为提供给某个放大级的偏置电流。
由于UBE1＝UBE2，而VT1和VT2是做在同一硅片上两个相邻的三极管，它们的工艺、结构和参数都比较一致，因此可以认为由于输出恒流IC2和基准电流IREF相等，它们之间如同是镜像的关系，所以这种恒流源电路称为镜像电流源。
镜像电流源的优点是结构简单，而且具有一定的温度补偿作用。
二、比例电流源在镜像电流源的基础上，在VT1、VT2的发射极分别入两个电阻R1和R2，即可组成比例电流源，如下图所示。
由于VT1、VT2是做在同一硅片上的两个相邻的三极管，因此可以认为UBE1≈IE2R2，则IE1R1≈IE2R2如果两管的基极电流可以忽略，由上式可得可见两个三极管的集电极电流之比近似与发射极电阻的阻值成反比，故称为比例电流源。
以上两种电流源的共同缺点是，当直流电源VCC变化时，输出电流IC2几乎按同样的规律活动，因此不适用于直流电源在大范围内变化的集成运放。
此外，若输入级要求微安级的偏置电流，则所有电阻将达兆欧级，在集成电路中无法实现。
差分放大输入级集成运放的输入对于它的许多指标诸如电阻、共模输入电压、差模输入电压和共模抑制比等等，起着决定性的作用，因此是提高集成运放质量的关键。
为了发挥集成电路内部元件参数匹配较好、易于补偿的优点，输入级大都采用差分放大电路的形式。
了解集成运放的基本组成及主要参数的意义
集成运算放大器的等效电路模型(2) 集成运算放大器的等效电路模型 饱和工作恒压源 饱和工作区（非线性） 饱和工作区（非线性）
uu+ uu+
负饱和
UOM
uo
-UOM
uo
正饱和
3. 理想运放工作在线性区的特点 因为 uo = Auo(u+– u– ) i– ∞ u– – uo 所以 差模输入电压约等于 0 + 所以(1) i+ u+ + 即 u+= u– ,称“虚短” 称 虚短” 电压传输特性 uo +Uo(sat) 线性区
输入电阻高 共模电压 = ui
+
RF uo = (1+ )ui R1
uo RF Auf = = 1+ ui R1
例：电路如下图所示，已知 R1= 10 k ，RF = 50 k 。 电路如下图所示， 求：1. Auf 、R2 ； 2. 若 R1不变，要求 uf为 – 10，则RF 、 R2 应为 多少？ 不变，要求A 多少？ ， RF 解：1. Auf = – RF R1 + ui – R1 R2 – +
一 集成运算放大器的特点
（1）级间采用直接耦合方式 ） 在集成电路工艺中难于制造电感元件； 在集成电路工艺中难于制造电感元件；制造容量 大于200pF的电容也比较困难，因而放大器各级之间都采 的电容也比较困难， 大于 的电容也比较困难
一 集成运算放大器的特点
用直接耦合，必须使用电容的场合， 用直接耦合，必须使用电容的场合，也大多采用外接 的方法。 的方法。 （2）电路结构和参数具有对称性 ） 由于集成电路中的各个元件是通过同一工艺过程 制作在同一硅片上， 制作在同一硅片上，同一片内的元件参数绝对值有同 向的偏差， 向的偏差，温度均一性好 （3）用有源器件代替无源器件 ） 集成电路中的电阻是由硅半导体的体电阻构成， 集成电路中的电阻是由硅半导体的体电阻构成， 阻值大约为100~3代替电阻（动态电阻）； ）；必须使用直 用晶体管恒流源代替电阻（动态电阻）；必须使用直 流高阻值的场合，也大多采用外接的方法。 流高阻值的场合，也大多采用外接的方法。
集成运算放大器的组成放框图
集成运算放大器的组成放框图
集成运算放大器
图1 运算放大器方框图（1）输入级要使用高性能的差分放大电路，它必须对共模信号有很强的抑制力，而且采用双端输入、双端输出的形式。
（2）中间放大级要提供高的电压增益，以保证运放的运算精度。
中间级的电路形式多为差分电路和带有源负载的高增益放大器。
（3）互补输出级由PNP和NPN两种极性的三极管或复合管组成，以获得正负两个极性的输出电压或电流。
具体电路参阅功率放大器。
（4）偏置电流源可提供稳定的几乎不随温度而变化的偏置电流，
以稳定工作点。
集成运放的组成课件
集成运放的特点
高放大倍数
低输入阻抗
集成运放的放大倍数一般在10^4以上，能 够将微弱的输入信号放大到所需的幅度。
集成运放的输入阻抗非常低，通常在几十 到几百欧姆之间，这使得它能够直接与微 弱的信号源相连，减小信号源的负担。
低输出阻抗
良好的线性度和稳定性
集成运放的输出阻抗非常低，通常在几欧 姆到几十欧姆之间，这使得它能够驱动较 大的负载而不失真。
05
集成运放的典型应用
在模拟电路中的应用
放大器
集成运放作为放大器，用于信 号的放大和处理，提高信号的
幅度和功率。
滤波器
集成运放可以组成各种滤波器， 如低通、高通、带通和带阻滤 波器，用于信号的筛选和处理。
模拟运算
集成运放可以用于实现模拟运 算，如加法、减法、积分、微 分等，广泛应用于信号处理和 控制系统。
01
到负载。
02
输出级通常采用功率放大电路，以提供足够的电流和电压驱动
负载。
输出级还具有电流放大作用，将差分放大电路的输出电流进一
03
步放大，以驱动更大的负载。
偏置电路
1
偏置电路是为集成运放各级电路提供直流偏置电 流的电路。
2
偏置电路通常由电阻和二极管等元件组成，以实 现稳定的直流偏置电流。
3
偏置电路的设计对于保证集成运放的性能和稳定 性至关重要。
最大输出电流是指运放能够输出的最大电流值，它反映了运放的负载驱动能力。
详细描述
最大输出电流是指运放在安全工作范围内能够输出的最大电流值。这个参数反映了运放的负载驱动能力，决定了 运放能够驱动的电阻、电容等元件的能力。一般来说，最大输出电流越大，运放的负载驱动能力越强。
输入电阻
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Ro Rc
将双端信号转化为单端信号。
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第三节 集成运放的基本组成部分
VEE - UBEQ
R
-VEE
IBQR + UBEQ + 2 IEQRe = VEE
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第三节 集成运放的基本组成部分
（3） 动态分析 ∆ui =∆uI1 - ∆uI2 =2∆uI1
∆uo =2∆uc1
Rc ∆uI1 R + ∆uo 1R 2 L 1R 2 L
Rc
∆uc1
VT1
∆uc2
VT1
VT2
uid
uid R2
差模输入电压 uId
两个输入电压大小相等、极性相反。
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第三节 集成运放的基本组成部分
+VCC Rb Rc +u O
Rc
Rb R
共模输入 电压
+ uIc
-
R
VT1
VT2
共模输入电压 uIc 两个输入电压大小相等、极性也相同。
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第三节 集成运放的基本组成部分
UBE1 -
UBE1 – UBE2 IC1 IC2 ) ≈ UT ( ln – ln IS2 IS1 ≈ IC2 Re
5
UT ln
IC1 IC2
≈ IC2 Re
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第三节 集成运放的基本组成部分
[例5.3.1] 图示为集成运放LM741偏置电路的一部分， 假设VCC =VEE =15V ，所有三极管的UBE =0.7V ，其中 NPN三极管的β>>2，横向PNP三极管的β= 2 ，电阻R5 =39kΩ 。
第三节 集成运放的基本组成部分
第三节 集成运放的基本组成部分
偏置电路
差分放大输入级
中间级
输出级
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第三节 集成运放的基本组成部分
集成运放的基本组成部分
克服零 点漂移 提供电压 放大倍数 提供负载所 需功率及效 率
输入级
中间级
输出级
偏置电路
集成运放的基本组成 向各放大级 提供合适的 偏置电流
UBE1 ≈ UBE2
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第三节 集成运放的基本组成部分
3. 微电流源
+VCC R IREF 2IB
UBE1 – UBE2 = IE2Re ≈ IC2Re
IC2
Ic1 VT1 + IB1 IB2 + UBE2 Re VT2 IE2
I C IS (e
UBE
U BE UT
1)
IC ≈ UT ln IS
+VCC +VCC Rc uI1 R VT1 VT2 + uO RL
Rc uI1 R
VT1
+ uO RL
Rc R uI2
Rc
R uI2 VT2
Rb2
I Re
VT3 Rb1 -VEE 简化表示法 上页
-VEE
恒流源式差分放大电路
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第三节 集成运放的基本组成部分
(2) 静态分析
仿真
通常可从确定恒流三极管的电流开始。 Rb1 (VCC + VEE ) URb1 = +VCC Rb1 + Rb2 Rc Rc URb1 – UBEQ3 + uo Rb2 ICQ3 ≈ IEQ3 = ui1 R R ui2 RL Re VT1 VT2 ICQ1 = ICQ2 ≈ 1 ICQ3 2 URb1 Rb1 ICQ1 Re VT3 IBQ1 = IBQ2 ≈ -VEE β 恒流源式差分放大电路 UBQ1 = UBQ2 = - IBQ1 R UCQ1 = UCQ2
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UCQ = VCC - ICQ Rc
第三节 集成运放的基本组成部分
动态分析：
i ∆uI1= R+rbe）b+ 0.5Rw ie （
Rc + ∆uo 1R 1R 2 L 2 L VT1 0.5Rw VT2 0.5Rw
Rc
R ∆uI2
∆uc1= βib （Rc // 1 RL） 2 ∆uo Ad = = Au1 ∆uI β（Rc // 1 RL） 2 Ad = R+ rbe + （1+ β） Rw 2
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2
第三节 集成运放的基本组成部分
一、偏置电路
1. 镜像电流源
+VCC IREF VCC - UBE1 R
R
I C 2 I REF
1 1 2
2IB
IC2
IB2 + UBE2 VT2 IREF - 2IB
IC1 VT1
IB1 +
UBE1 -
当β >>2 时 IC2 ≈ IREF = VCC - UBE1 R
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第三节 集成运放的基本组成部分
静态时，ui1 = ui2 = 0
+VCC
Rb1 Rc1 +u O
uO= uC1 － uC2 = 0
温度变化时， uC1 和uC2 变化一 致， uO 保持不 变。
+ +1 -2 +1 -2
Rc2
Rb2
R1 uid
VT1
VT2
uid
-
uid R2
当温度升高时ICUC （两管变化量相等）
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第三节 集成运放的基本组成部分
2. 长尾式差分放大电路
(1) 电路组成
R + uid +1 -2 +1 -2 VT1 uid uid R Re -VEE +VCC Rc + Rc
uO
VT2
引入共模负反馈
降低单管零点漂移 提高了共模抑制比
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补偿Re 上的直流压降， 提供静态基极电流
但不理想，因电路不可能完全对称，
单端输出时失去对零点漂移的抑制能力。
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第三节 集成运放的基本组成部分
共模放大倍数
Δuo Ac = Δuic
共模抑制比
共模抑制比
K CMR Ad Ac
差模放大倍数
K CMR (dB) 20lg Ad Ac ( 分贝 )
共模放大倍数
KCMR越大，说明差放分辨 差模信号的能力越强，而抑制 共模信号的能力越强。
I REF VCC VEE 2U BE R5 15 15 2 0.7 mA 39 0.73mA
VT10 VT12
+VCC
VT13
Ic10
R5
IREF
Ic13
VT11
R4
-VEE
② VT12与VT13组成镜像电流源， VT10 、 VT11与R4组成微电流源。
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∆uI1
R
交流通路 Rc
∆uI1
R
VT1 0.5Rw
+ 1 R ∆uc1 2 L -
Rw Rid = 2[R+ rbe + 1+ β ） ] （ 2
Ro = 2 Rc
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第三节 集成运放的基本组成部分
3.恒流源式差分放大电路
用恒流三极管代替阻值很大的长尾电阻Re ，
既可有效抑制零漂，又便于集成。 （1） 电路组成
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第三节 集成运放的基本组成部分
③不能简单认为Ic13 ≈ IREF 。
I C13 I REF 1 1 2
VT12
+VCC
VT13
1 2 mA
IC10 VT10
0.73
R5
IREF
IC13
1
IC11
VT11 -VEE
0.365mA
④ 可认为 IC11 ≈ IREF 。
R4
I C11 26 103 0.73 103 UT R4 ln ln 6 6 I C10 I C10 28 10 28 10 3 103 3k
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第三节 集成运放的基本组成部分
二、差分放大输入级
1. 基本形式差分放大电路 （1）电路组成
Rb1 Rc1 +u O
+VCC
Rc2
Rb2
两个输入、 两个输出 两管静态工 作点相同
R1
+ uid +1 -2 +1 -2 uid
VT1
VT2
uid R2
电路结构对称，在理想的情况下，两管的特性及对 应电阻元件的参数值都相等。
实际上，在差分放大电路的两个输入端加上任意大小、 任意极性的输入电压uI1和uI2 ，都可以将它们认为是某 个差模输入电压和某个共模输入电压的组合。
其中差模输入电压uId和共模输入电压uIc的值分别为:
uId uI1 uI2 1 uIc ( uI1 uI2 ) 2
[例5.3.2] uI1 = 5 mV, uI2 = 1 mV 则: uId = 4 mV
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第三节 集成运放的基本组成部分
(2) 静态分析
IC
Rc
βIBQ
IC
+
Rc +VCC
仿真
VCC - ICQ Rc
+ uid -
uO UC IB IB UC R + 2(1+ β) Re R VT2 VT1 +1 + + UB uid UBE UBE -2 +1 - IBQ R 2IE uid Re -2