4-1集成运放概述
集成运算放大器电路-模拟电子电路-PPT精选全文完整版
第4章 集成运算放大器电路
4―3―2差动放大器的工作原理及性能分析 基本差动放大器如图4―12所示。它由两个性能参
数完全相同的共射放大电路组成，通过两管射极连接 并经公共电阻RE将它们耦合在一起，所以也称为射极 耦合差动放大器。
I UE (UEE ) UEE 0.7
RE
RE
第4章 集成运算放大器电路
IC2
R1 R2
Ir
(4―7) (4―8)
第4章 集成运算放大器电路
可见，IC2与Ir成比例关系，其比值由R1和R2确定。 参考电流Ir现在应按下式计算：
UCC
Ir
UCC U BE1 Rr R1
UCC Rr R1
(4―9)
Ir
Rr
IC2
IB1
V1
＋
UBE1 －
IE1
R1
IB2 ＋
UBE2 － R2
(4―11)
Ir
IC1
IB3
IC1
IC3
IC1 IC2,
IC3
3 1 3
IE3
IE3
IC2
IC1
1
IC2
2
若三管特性相同，则β1=β2=β3=β,求解以上各
式可得
IC3
(1 2ຫໍສະໝຸດ 222)Ir
(4―12)
第4章 集成运算放大器电路
利用交流等效电路可求出威尔逊电流源的动态内阻
Ro为
Ro 2 rce
4―2 电流源电路
电流源对提高集成运放的性能起着极为重要的作 用。一方面它为各级电路提供稳定的直流偏置电流， 另一方面可作为有源负载，提高单级放大器的增益。 下面我们从晶体管实现恒流的原理入手，介绍集成运 放中常用的电流源电路。
4.1概述4.2集成运放中的电流源电路
解：I R EF
=
VCC
+ VCC－U EB1 2－U B E1 1 R5
≈0.73mA
UT
ln
IR IC10
≈
IC10R4
IC10≈28µA
IC13 = IC12 = + 2 IR ≈0.52mA
图4.2.9 F007中的电流源电路
4.2.4 以电流源为有源负载的放大电路
在集成运放中，常用电流源电路取代Rc或Rd， 这样在电源电压不变的情况下，既可获得合适的 静态电流，对于交流信号，又可获得很大的等效Rc 或Rd的。
集成运放的工作区域 线性区域：
uO
+UOM
输出电压与其两个输入端的电压
之间存在线性放大关系，即
uP-uN
uO Aod(uP uN )
-UOM
Aod为差模开环放大倍数
非线性区域：
输出电压只有两种可能的情况： +UOM或－UOM UOM为输出电压的饱和电压。
4.2 集成运放中的电流源电路
集成运放电路中的晶体管和场效应管除了 作为放大管外，还构成电流源电路，为各级提 供合适的静态电流；
=
I REF－
2 I C1
( + 1)
Re2
∴ IC1 =
I REF 2
≈ IREF
1 + ( + 1)
图4.2.4 加射极输出器的电流源
如β＝10 IC1=0.982 IREF
增加电阻Re2目的是使IE2增大，从而提高T2的β。
二、威尔逊电流源
＋VCC
T1管的c－e串联在T2管的发射 极，其作用与典型的静态工作点稳
四.在芯片上制作比较大的电容和电感非常困难，电 路通常采用直接耦合方式。
集成运放基本概念
集成运放基本概念引言集成运放（Operational Amplifiers，简称为Op Amps）是一种重要的电子元件，广泛应用于模拟电路、信号处理、滤波、放大和计算等领域。
本文将介绍集成运放的基本概念，包括定义、特性、工作原理和常见应用。
定义集成运放是一种具有非常高的电压增益、宽带宽和差模输入阻抗的放大器。
它由多个晶体管和被动元件（如电阻和电容等）组成，通常采用芯片封装形式。
基本特性集成运放具有以下几个基本特性：1. 高增益集成运放的电压增益非常高（一般可达105-106之间），可将微弱的输入信号放大到较大的输出信号。
2. 宽带宽集成运放具有较宽的频带宽度，可放大较高频率的信号。
常见的集成运放的带宽在几十kHz到几百MHz之间。
3. 差模输入阻抗高差模输入阻抗是指集成运放对差模输入信号的接受能力，其值一般在几十兆欧姆到几百兆欧姆之间。
高差模输入阻抗可避免输入信号被影响和干扰。
4. 共模抑制比高共模抑制比是指集成运放对共模输入信号的抵抗能力，其值一般在几十分贝到几百分贝之间。
高共模抑制比可消除共模信号的影响，提高信号质量。
5. 输入和输出阻抗低输入和输出阻抗是指集成运放对输入和输出信号的阻碍程度，其值一般在几欧姆到几百欧姆之间。
低输入和输出阻抗可实现有效的信号耦合和传输。
工作原理集成运放的工作原理基于电流和电压的线性关系。
它接收输入信号并放大，然后将放大后的信号输出。
其基本工作原理如下：1.输入阶段：集成运放的输入阶段通常由差模输入对组成，一个对是非反相输入端，另一个对是反相输入端。
输入阶段将输入信号分别送入两对输入端。
2.差模输入放大：输入阶段的两对输入端把输入信号转换成差模信号。
差模输入信号经过放大器放大后，再次转换为单端信号传递给输出阶段。
3.输出阶段：输出阶段会将差模信号转换为单端输出信号，经过放大后输出。
输出阶段通常使用一个功放级或者输出级来实现。
集成运放的内部结构和指标会对其工作性能产生重要影响，如输入端偏置电压、共模范围、功率消耗、失调电流等。
4.1集成运放的基础知识
4.1 集成运放的基础知识
集成运放
模拟集成电路的一种，是一种高电压放 大倍数（几万至几千万倍）的多级直接耦合放 大器。由于它最初是作运算、放大使用，因此 称为集成运算放大器。
集成运放的外形封装
集成运放从外型上看有直插式、圆壳式、 扁平式。
4.1 集成运放的基础知识
1 1 21 3 4
21 3
4
1
21 3
4
a) 园壳式
b) 双列直插式
c) 扁平式
d) 单列直插式
图 集成电路的外形
4.1 集成运放的基础知识
集成运放的电路符号
集成运放的电路图形符号如图所示，图中 “ ”表示运算放大器，“∞”表示开环增益 极高。它有两个输入端，标“+”的为同相输 入端，标“-”的为反相输入端。
反相输入端 同相输入端 集成运放的图形符号
教学课件第四章集成运算放大器
▪ 波形:随时间变化的曲线.
▪ 曲线
函数
▪ 信号发生器电路原理:只要用电子电路实现一个 函数运算就可以达到信号发生的目的.
▪ 函数发生器:能够产生多种信号的仪器设备.
▪ 发生振荡时电路中的信号是周期性时间信号.
6-2-1 信号发生电路的基本原理
▪ 工作原理:以信号 的数学表达式为 主,通过电路实现 信号输出.
u-= u+= ui 虚开路
虚开路
uo ui ui
R2
R1
uo
(1
R2 R1
)ui
Au
uo u1
1 R2 R1
反馈方式：电压串联负反馈。输入电阻高。
1、电路的行为特性分析
▪ 同相放大器具有信号电压的放大能力
▪ 电压放大倍数大于或等于1
uo
(1
R2 R1
)ui
Au
uo u1
1 R2 R1
▪ 根据运算放大器的实际参数确定电阻的阻 值范围
V1=VI，Z1=R1，Z2=RF，V2=0， Z3=R2，Z4=∞
▪ 代入上式：VO=（R1+RF）/R1*∞/（∞+R2） *0-RF/R1*VI
▪ VO=-（RF/R1）*VI ▪ 输入与输出信号相位相反，叫反相器。
▪ 反相器放大倍数可以大于1，也可以小于1。
消除偏置电流产生的误差：R= R1R2/(R1+R2)若A 大于10则可近似认为R= R1R2/(R1+R2)=R1
R的作用是对输入端偏置电流所引起的电压起平衡 作用，以保证输入失调电压在器件允许的范围内。
▪ 2）对运算放大器的要求 ▪ 确定在什么情况下可以为理想运算放大器： ▪ 放大倍数远小于1时，则Vi<Vo,器件工作在
集成运算放大器的组成以及各组成部分的特点
集成运算放大器的组成以及各组成部分的特点集成运算放大器（Integrated Operational Amplifier，简称Op Amp）是一种常用的集成电路芯片，是现代电子电路中不可或缺的基础组件之一、它主要由差分放大器、电压放大器、恒流源、输出级等几个主要组成部分构成，并具有高放大倍数、高输入阻抗、低输出阻抗、宽频带等特点。
在电子电路设计和实际应用中，集成运算放大器应用广泛，被广泛应用于放大、滤波、积分、微分、比较和运算等许多各种电路。
一、差分放大器：差分放大器是集成运算放大器的核心部分，它由两个共射放大器组成的，具有以输入信号差模态进行放大的功能。
差分放大器的特点主要有以下几点：1.高增益：差分放大器的增益是非常高的，通常可以达到几万倍以上，可以在输入信号很弱的情况下放大到足够的幅度。
2.共模抑制比较高：差分放大器可以抑制输入信号的共模干扰，使得只有差模信号被放大，提高了系统的稳定性和抗干扰能力。
3.输入阻抗较高：差分放大器的输入阻抗一般在几十到几百兆欧之间，可以将输入信号的阻抗影响降到最低，不会对源产生较大的负载。
4.低失调电压：差分放大器的失调电压很小，通常只有几微伏，可以保证输出信号的准确性和稳定性。
二、电压放大器：电压放大器是集成运算放大器的主要功能之一，它可以将小信号放大到较大的幅度。
电压放大器具有以下几个特点：1.高增益：电压放大器的增益通常在几千倍到几万倍之间，可以放大输入信号的幅度，以适应后续电路的要求。
2.输入阻抗高：电压放大器的输入阻抗较高，通常在几百兆欧或以上，可以减少对源电路的负载，避免信号失真。
3.输出阻抗低：电压放大器的输出阻抗很低，通常在几十欧姆以内，可以提供较大的输出电流，提高系统的稳定性和抗干扰能力。
4.宽频带：电压放大器的带宽很宽，可以在较高的频率范围内放大信号，使得系统的传输速度更快。
三、恒流源：恒流源是集成运算放大器的重要组成部分，它主要用于提供恒定的电流源，供电放大器工作。
741运放内部结构
741运放内部结构741运放是一种常用的集成电路，也是一种差动放大器。
它的内部结构非常复杂，由多个功能模块组成。
本文将从不同角度介绍741运放的内部结构。
741运放的内部结构包括差动输入级、差动放大器、输出级和电源级。
差动输入级是由两个晶体管组成的差动放大器，用于放大输入信号。
差动放大器是741运放的核心部分，它由多个晶体管和电阻组成。
其中，晶体管起到放大信号的作用，而电阻则用于稳定电路工作。
输出级是由三个晶体管组成的电流放大器，用于输出放大后的信号。
电源级则是为差动放大器和输出级提供稳定的电源电压。
741运放的内部结构还包括偏置电流源和反馈电路。
偏置电流源用于提供恒定的偏置电流，以保证差动放大器的工作点稳定。
反馈电路则用于调整放大器的增益和频率响应。
通过改变反馈电阻和电容的数值，可以实现对放大器的增益和频率响应的调节。
除此之外，741运放的内部结构还包括输入保护电路和输出保护电路。
输入保护电路用于保护差动放大器不受过大的输入信号幅值的影响，防止晶体管击穿。
输出保护电路则用于保护输出级不受负载变化和过大输出电流的影响，防止晶体管损坏。
总的来说，741运放的内部结构非常复杂，由多个功能模块组成。
这些模块相互配合，共同完成对输入信号的放大和处理。
通过合理设计和调节各个模块的参数，可以实现对运放的增益、频率响应和输入输出特性的控制。
同时，内部的保护电路也能保证运放的稳定工作和长寿命。
需要注意的是，741运放的内部结构是由多个晶体管、电阻、电容等器件组成的。
由于篇幅限制，本文无法详细描述每个器件的具体作用和连接方式。
读者可以参考相关资料深入了解每个模块的细节。
741运放的内部结构是复杂而精密的，由多个功能模块组成。
这些模块相互配合，共同工作，完成对输入信号的放大和处理。
通过合理设计和调节各个模块的参数，可以实现对运放的增益、频率响应和输入输出特性的控制。
同时，内部的保护电路也能确保运放的稳定工作和长寿命。
集成运算放大器4.1
偏置电路
为各级电路提供稳定合适的偏置电流，并使整个运放 为各级电路提供稳定合适的偏置电流，
模拟电子技术基础
输入级
中间级
输出级
(3) 中间级
偏置电路
主要进行电压放大，具有很高的电压增益。 主要进行电压放大，具有很高的电压增益。 (4) 输出级 为负载提供足够的电压和电流， 为负载提供足够的电压和电流，具有很小的输出电 阻和较大的动态范围。 阻和较大的动态范围。
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模拟电子技术基础
(2) 按集成度分 a. 小规模集成电路（SSI — small scale integration 小规模集成电路（ circuit) 。 集成度：一块芯片上包含的元器件在100个以下。 个以下。 集成度：一块芯片上包含的元器件在 个以下 b. 中规模集成电路（MSI —middle scale integration 中规模集成电路（ circuit) 集成度：一块芯片上包含的元器件在100~1,000之间。 之间。 集成度：一块芯片上包含的元器件在 之间
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模拟电子技术基础
(3) 集成运放发展的三个阶段 a. 通用型集成运放的广泛使用。 通用型集成运放的广泛使用。 b. 专用集成运放的出现。如高速型、高输入电阻型、 专用集成运放的出现。如高速型、高输入电阻型、 高压型、大功率型，低漂移型和低功耗型等。 高压型、大功率型，低漂移型和低功耗型等。 c. 开发更高性能指标的产品，进一步提高集成度。 开发更高性能指标的产品，进一步提高集成度。
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模拟电子技术基础
e. 目前的集成电路 (a) 已经可以在一片硅片上集成几千万只，甚至 已经可以在一片硅片上集成几千万只， 上亿只晶体管。 上亿只晶体管。 (b) 集成电路的性能（高速度和低功耗等）也迅速 集成电路的性能（高速度和低功耗等） 提高。 提高。 (c) 集成度大约每 年增加一倍。 集成度大约每3年增加一倍。 (d) 出现了系统级芯片（SOC—system on chip）。 出现了系统级芯片（ ）。 (e) 集成电路逐步向集成系统（integrated system） 集成电路逐步向集成系统（ ） 的方向发展。 的方向发展。
电子电路基础习题册参考答案-第四章
第四章集成运算放大器的应用§4-1 集成运放的主要参数和工作点= 1、理想集成运放的开环差模电压放大倍数为 Aud=∞，共模抑制比为 KCMR ∞，开环差模输入电阻为 ri= ∞，差模输出电阻为 r0=0 ，频带宽度为 Fbw=∞。
2、集成运放根据用途不同，可分为通用型、高输入阻抗型、高精度型和低功耗型等。
3、集成运放的应用主要分为线性区和非线性区在分析电路工作原理时，都可以当作理想运放对待。
4、集成运放在线性应用时工作在负反馈状态，这时输出电压与差模输入电压满足关系；在非线性应用时工作在开环或正反馈状态，这时输出电压只有两种情况；+U0m 或 -U0m 。
5、理想集成运放工作在线性区的两个特点：（1） up=uN ，净输入电压为零这一特性成为虚短，（2） ip=iN，净输入电流为零这一特性称为虚断。
6、在图4-1-1理想运放中，设Ui=25v,R=Ω，U0=,则流过二极管的电流为 10 mA ，二极管正向压降为 v。
7、在图4-1-2所示电路中，集成运放是理想的，稳压管的稳压值为，Rf=2R1则U0=-15 V。
二、判断题1、反相输入比例运算放大器是电压串联负反馈。
（×）2、同相输入比例运算放大器是电压并联正反馈。
（×）3、同相输入比例运算放大器的闭环电压放大倍数一定大于或等于1。
（√）4、电压比较器“虚断”的概念不再成立，“虚短”的概念依然成立。
（√）5、理想集成运放线性应用时，其输入端存在着“虚断”和“虚短”的特点。
（√）6、反相输入比例运算器中，当Rf=R1，它就成了跟随器。
（×）7、同相输入比例运算器中，当Rf=∞，R1=0，它就成了跟随器。
（×）三、选择题1、反比例运算电路的反馈类型是（B ）。
A.电压串联负反馈B.电压并联负反馈C.电流串联负反馈2、通向比例运算电路的反馈类型是（A ）。
A.电压串联负反馈B.电压并联负反馈C.电压串联正反馈3、在图4-1-3所示电路中，设集成运放是理想的，则电路存在如下关系（ B ）。
第4章 集成电路运算放大电路
④动态时ΔiO约为多少？
4.3 集成运放电路简介
•电压放大倍数高 集成运放的特点： •输入电阻大 •输出电阻小 已知电路图，分析其原理和功能、性能。 （1）了解用途：了解要分析的电路的应用场合、用途和技术 指标。 （2）化整为零：将整个电路图分为各自具有一定功能的基本 电路。 （3）分析功能：定性分析每一部分电路的基本功能和性能。 （4）统观整体：电路相互连接关系以及连接后电路实现的功 能和性能。 （5）定量计算：必要时可估算或利用计算机计算电路的主要 参数。
4.2.1 基本电流源电路
一、镜像电流源
T0 和 T1 特性完全相同。
U BE0 = U BE1 U BE I B0 = I B1 I B I C0 = I C1 I C
I R IC 2I B IC 2 IC IC
2
I R 即I C1
当β>>2时， I C1
学习指导 4.1 集成运算放大电路概述 4.2 集成运放中的电流源 4.3 集成运放电路的简介 4.4 集成运放的性能指标及低频等效电路
4.5 集成运放的种类及选择（自学） 4.6 集成运放的使用（自学） 小结
作 业
• 4.3
学习指导
在半导体制造工艺的基础上，将整个电路中的元 器件制作在一块硅基片上，构成特定功能的电子电路， 称为集成电路。 其体积小，而性能却很好。 集成电路按其功能分，有模拟集成电路和数字集 成电路。模拟集成电路的种类繁多，其中集成运算放 大器（简称集成运放）是应用极为广泛的一种。 主要内容:(1)集成运放中的电流源;(2)集成运放 电路的分析;(3)集成运放及主要性能指标。 基本要求:(1)熟悉运放的组成及各部分的作用， 理解主要性能指标及其使用注意事项；（2）了解镜 像电流源、微电流源的工作原理、特点和主要用途； (3)了解运放F007的基本组成和工作原理。（4）熟悉 LM324集成运放的引脚分布及其应用。
第4章集成运算放大电路
2020年4月8日星期三
Shandong University
第3页
模拟电路
二、集成运放电路的组成
两个 输入端
一个 输出端
若将集成运放看成为一个“黑盒子”，则可等效为一个 双端输入、单端输出的差分放大电路。
2020年4月8日星期三
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模拟电路
集成运放电路四个组成部分的作用
模拟电路
第四章 集成运算放大电路
§4.1 概述 §4.2 集成运放中的电流源 §4.3 电路分析及其性能指标
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模拟电路
§4.1 概述
一、集成运放的特点 二、集成运放电路的组成 三、集成运放的电压传输特性
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2020年4月8日星期三
Shandong University
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模拟电路
三、集成运放的电压传输特性 uO=f(uP-uN)
在线性区：
uO＝Aod(uP－uN) Aod是差模开环放大倍数。
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。
特点：IC1具有更高的稳定性。
2020年4月8日星期三
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三、微电流源
模拟电路
要求提供很小的静态电流，又不能用大电阻。
IE1 (UBE0 UBE1) Re
U BE
I UT
I I e ， I e E
S
E0 E1
模电课件第四章集成运算放大电路
§4.1集成运算放大电路概述 一、集成运放的电路结构特点
集成运算放大电路：高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。
2019/7/28
模电课件
二、集成运放的电路组成
1、输入级：运算放大器的输入级通常是差分放大电路，其主 要功能是抑制共模干扰和温漂，双极型运放中差分管通常采 用CC-CB复合管，以便拓展通频带。 2、中间级：电压放大，要求：放大倍数要尽可能大，通常采 用共201射9/7/2或8 共源电路，并采用恒模电流课源件 负载和复合管以增加电压 放大倍数。
工作在放大状态。
当T0与 T1特性参数完全一致时，由U BE0 = U BE1可推得
IB0 = IB1 = IB IC0 = IC1 = Io 由基极输入回路得，
Io
IR
VCC
U BE R
I0 2IB
I0
2
I0
所以，I0
1 1 2
IR
基准电流
输出电流
当
时，I0 IR 。
在集成运放电路中通常只能制作小容量（几十pF）电容，不能 制作大201容9/7/量28 电解电容，级间通常模采电课用件 直接耦合。
四、以电流源为有源负载的放大电路
在集成运放的共射（共源）放大电路中，为了提高电压放大 倍数，常用电流源电路取代Rc （或Rd ），这样在电源电压不 变的情况下，既获得合适的静态电流，又可以得到很大的等效 的Rc（或 Rd ）。
（1） 运放电路的结构分解 输入级是一个差动放大电路，主要由T1、T3（共集-共基组合）
和T2、T4组成。中间放大级由T16、T17、T13组成共集—共射电路； 输出级由T14、T18 、 T19组成互补输出电路。
集成运算放大器的组成及各组分功能叙述
集成运算放大器的组成及各组分功能叙述集成运算放大器（Integrated Operational Amplifier，简称OP-AMP）是一种高增益、差分输入、单端输出的电子放大器。
它由多个晶体管、电阻、电容等元件组成，通过集成电路技术将这些元件集成在一块芯片上。
集成运算放大器广泛应用于模拟电路中，具有放大、滤波、积分、微分等功能。
集成运算放大器的组成主要包括差分输入级、差动放大级、输出级和电源级等组分。
差分输入级是集成运算放大器的第一级，它由两个晶体管组成。
其中一个晶体管的基极接收输入信号，另一个晶体管的基极接收反向输入信号。
差分输入级的主要功能是将输入信号转换为差分信号，以便后续的差动放大。
差动放大级是集成运算放大器的核心部分，它由多个晶体管组成。
差动放大级的输入端接收差分信号，经过放大后输出到输出级。
差动放大级的主要功能是放大差分信号，同时具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的特点。
输出级是集成运算放大器的最后一级，它由一个晶体管和一个负反馈电阻组成。
输出级的输入端接收差动放大级的输出信号，经过放大后输出到外部负载。
输出级的主要功能是将差动放大级的输出信号放大到足够的幅度，以驱动外部负载。
电源级是集成运算放大器的电源部分，它由多个晶体管和电阻组成。
电源级的主要功能是为差动放大级和输出级提供稳定的工作电压，以保证集成运算放大器的正常工作。
除了以上主要组分外，集成运算放大器还包括偏置电流源、偏置电压源、补偿电容等辅助组分。
偏置电流源用于提供差动放大级的偏置电流，以保证差动放大级的工作点稳定。
偏置电压源用于提供差动放大级的偏置电压，以保证差动放大级的工作在线性区。
补偿电容用于提供频率补偿，以保证集成运算放大器在高频时具有稳定的增益。
集成运算放大器的各组分功能可以总结如下：1. 差分输入级：将输入信号转换为差分信号。
2. 差动放大级：放大差分信号，并具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的特点。
3. 输出级：将差动放大级的输出信号放大到足够的幅度，以驱动外部负载。
第四章 集成运算放大电路
2. 最大输出电压 op-p 最大输出电压U
Uo / V － 10 Uid ＋ ∞ ＋
－0.4
－0.2 －0.1
0 0.1 0.2 0.3 0.4 Uid / mV
－0.3
－10 线性区
集成运放的传输特性
3. 差模输入电阻 id 差模输入电阻r rid的大小反映了集成运放输入端向差模输入信号 源索取电流的大小。要求rid愈大愈好, 一般集成运放 rid为几百千欧至几兆欧, 故输入级常采用场效应管来 提高输入电阻rid。 F007的rid=2 M 。认为理想集成运 放的rid为无穷大。
动态时，加入差模信号uid，根据差分放大电路的特点， T1 管的集电极电流在静态电流IC1的基础上增加了∆iC1，T2管的集 电极电流在静态电流IC2的基础上减小了∆iC2，∆iC1=-∆iC2。 由于 iC4 和 iC1 是 镜 像 关 系 ， ∆iC4=∆iC1 ， 因 此 ∆io=∆iC4-∆iC2=∆iC1-(∆iC1)=2∆iC1。 可见这个电流值是单端输出电流的两倍， 即等于 差分放大电路双端输出时的电流值。因此，用电流源作为差分 放大电路的有源负载，可将双端输出信号“无损失”地转换成 单端输出信号。
若电路中有共模信号输入，T3 管和T4 管的集电极电流相等 (忽略T7管的基极电流)，T3管和T5管的集电极电流相等，又由于 R1=R3，因此T6管的集电极电流和T5管的集电极电流相等， 如此 推来，T6管和T4管的集电极电流相等，而T16管的基极电流为T4 管和T6管的集电极电流之差，所以T16管的基极电流近似为零， 可见共模信号输出为零，电路具有较高的抑制共模信号的能力。
2. 偏置电路 偏置电路由T8~T13、电阻R4和R5组成。其中T10、T11、 T12 和R4、R5构成主偏置电路，该电路中R5上的电流是F007偏置电 路的基准电流，由图可知
第四章集成运算放大电路
( R L // rce 2 // rce 4 )
rbe
若RL<<(rce1∥rce2)， 则
Au
RL
rbe
返回
4.3 集成运放电路简介
图4.3.1 F007电路原理图
图4.3.2 F007电路中的放大电路部分
1. 输入级 在输入级中，T1 、T3 和T2 、T4 组成共集-共基差分放大电 路， T5~T7和电阻R1~R3构成改进型电流源电路，作为差放的有
号变化速度的适应能力，是衡量运放在大幅值信号作用时工作
速度的参数，单位为V/μs。在实际工作中，输入信号的变化律
一定不要大于集成运放的SR。信号幅值越大、频率越高，要求 集成运放的SR就越大。
理想运算放大器
理想运放的技术指标
在分析集成运放的各种应用电路时，常常将集成运放看成 是理想运算放大器。所谓理想运放, 就是将集成运放的各项技术
图4.2.2 比例电流源
图4.2.3 微电流源
二、 改进型的镜像电流源(获得稳定输出的电流）
1. 加射极输出器的电流源
2. 威尔逊电流源
三、 多路电流源电路
IR IE0 I C1 I E1 IC 2 IE2 IC3 IE3 Re0 R e1 Re0 Re2 Re0 Re3 IR
IR I c1 V CC U R
BE
2
IR IR
2. 比例电流源
IR V cc U
BE 0
3. 微电流源
Re0 R e1 IR
I C1 I E1 U BE 0 U BE 1 Re
IC1 UT Re 1n IR IC1
R Re0
, I c1
23124-第4单元-集成运算放大器
• 由于运算放大器的输入级是差分放大电路， 而它的中间级和末级只是把差分放大电路 输出的信号进行放大，故它的输入、输出 电压的关系和差分放大电路相同，即 uo=K(u2−u1)
• 式中，u2——运算放大器同相信号输入端 电压。 • u1——运算放大器反相信号输入端电压。
• 由此可见，输出电压uo和同相输入端电压 u2及反相输入端电压u1之差成正比。 • K为比例系数，就是电压放大倍数。
② 通用Ⅱ型中增益运放。
• dIos约为5～20nA/℃。
③ 低漂移运放。
• dIos约为100pA/℃。
6．输入失调电压温漂dUos
• 在规定的工作温度范围内，Uos随温度的 平均变化率，即dUos=Uos/T，一般为1～ 50V/℃，高质量的低于0.5V /℃。
• 由于该指标不像Uos可以通过调零进行补 偿，因此更为重要。
图4-3 集成运算放大器的典型电路
1．输入级
• 集成运算放大器的输入级，一般采用恒流 源的差分放大电路，有2个输入端。
（1）同相输入端
• 信号若从这一端输入，在输出端可得到与 输入端极性相同的同相信号。
（2）反相输入端
• 信号若从这一端输入，在输出端可得到与 输入端极性相反的反相信号。
• 信号可根据需要从某一端输入，也可同时 从2个端子作差分输入。
• 再根据使用特点确定运算放大器的指标 （差模电压放大倍数、输入电阻，共模抑 制比、失调电压温漂、失调电流温漂、最 大共模电压及最大差模电压等），根据主 要指标，从IC手册中选取相应的型号。
4.2 集成运算放大器的主要参数
4.2.1 开环特性参数
• 集成运算放大器的开环特性参数主要有以 下几个方面。
7．输入偏置电流IB
第四章 集成运算放大电路
（输出级偏臵的一部分；中间级的有源负载。）
34
§4-3．集成运放电路简介
F007简介 输入级
T1—T4：CC-CB差动放大
偏置电路
各部分的作用： 1.输入级：KCMR↑，Ri↑，IQ↓， 一般采用双端输入的差放电路。
5
§4-1．集成运算放大电路概述
三、集成运放的电压传输特性
集成运放符号： 电压传输特性：
uo f (uP uN )
同(反)相输入端是指运放的输入电 压与输出电压的相位关系。 可以认为集成运放是双端输入、单 端输出的差放电路。
10
集成运算放大器的符号和基本特点
3. 理想运放工作在线性区的两个特点 证：uo = Aud (u+ – u–) = Aud uid u+ – u– = uo/Aud 0 2) i+ i– 0 (虚断) 证： i+ = uid / Rid 0 同理 i – 0 1) u+ u–(虚短)
32
§4-3．集成运放电路简介
33
§4-3．集成运放电路简介
F007简介 偏臵电路 T12、R5、T11：主偏臵—R5中电流为基准电流
Im 2VCC U EB12 U BE11 0.73mA R5
T10、T11：微电流源
T8、T9：镜像电流源
T12、T13：镜像电流源
（输入级偏臵）
21
IR
Re2的作用：增大IE2，提高β。
§4-2．集成运放中的电流源电路
二、改进型电流源电路 2.威尔逊电流源 工作点稳定，输出电阻大。
I C2
2 (1 2 )IR IR 2 2
22
§4-2．集成运放中的电流源电路
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4-1 集成运放概述
2017年12月2日15:31
1、集成电路
整个电路的元器件制作在一块硅晶片上。
模拟集成、数字集成；SSI-MSI-LSI-VLSI；
模拟集成：线性（集成运放、集成音频功率放大器、集成高频放大器等）、非线性（集成稳压器、混频器、检波器等）
有源器件：所谓有源就是必须单独供电才能发挥正常作用的元器件
2、集成运放
特点：高增益、直接耦合、AU高Ri大Ro小、通用灵活低廉广用途
类型：BJT双极型、COMS单极型、BiCMOS兼容型
应用：完成数字运算、信号处理、波形产生、信号测量
结构：输入级（同反相输入端、高Ri、抑制干扰和零漂，差分放大电路）、中间级（电压放大，复合管共射放大电路和有源负载电路）、输出级（为负载提供电压电流，小Ro大动态范围，互补推挽电路）、偏置电路（提供稳定合适的偏置电流，恒流源电路组成）
符号：
电压传输特性：
分区 模电-西安交大 的第1 页。