第4章_集成运放电路

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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。

模电第四章标准答案

第4章集成运算放大电路自测题一、选择合适答案填入空内。

(1)集成运放电路采用直接耦合方式是因为( C )。

A.可获得很大的放大倍数B.可使温漂小C.集成工艺难于制造大容量电容 (2)通用型集成运放适用于放大( B )。

A.高频信号B.低频信号C.任何频率信号 (3)集成运放制造工艺使得同类半导体管的( C )。

A.指标参数准确B.参数不受温度影响C.参数一直性好 (4)集成运放的输入级采用差分放大电路是因为可以( A )。

A.减小温漂 B.增大放大倍数 C.提高输入电阻(5)为增大电压放大倍数,集成运放的中间级多采用( A )。

A.共射放大电路 B.共集放大电路 C.共基放大电路二、判断下列说法是否正确，用“√”和“×”表示判断结果。

(1)运放的输入失调电压U IO 是两输入端电位之差。

( × ) (2)运放的输入失调电流I IO 是两输入端电流之差。

( √ )(3)运放的共模抑制比cdCMR A A K =。

( √ ) (4)有源负载可以增大放大电路的输出电流。

( √ )(5)在输入信号作用时，偏置电路改变了各放大管的动态电流。

( × ) 三、电路如图T4.3 所示，已知β1＝β2＝β3= 100 。

各管的U BE 均为0.7V , 试求I C 2的值。

解：分析估算如下：21100CC BE BE R V U U I A Rμ--==00202211B B B B I I I I ββββ++==++；0202()1R B B B I I I I ββββ+=+=++图T4.322021C B B I I I ββββ+==⋅+。

比较上两式，得 2(2)1002(1)C R R I I I A ββμβββ+=⋅≈=+++四、电路如图T4.4所示。

图T4.4(1)说明电路是几级放大电路，各级分别是哪种形式的放大电路（共射、共集、差放… … ）;(2)分别说明各级采用了哪些措施来改善其性能指标（如增大放大倍数、输入电阻… … ）。

第4章集成运算放大电路习题解答

第4章自测题、习题解答自测题4一、选择1.集成运放的输出级一般采用（）。

A. 共基极电路B. 阻容耦合电路C. 互补对称电路2.集成运放的中间级主要是提供电压增益，所以多采用（）。

A. 共集电极电路B. 共发射极电路C. 共基极电路3．集成运放的输入级采用差分电路，是因为（）。

A. 输入电阻高B. 差模增益大C. 温度漂移小4．集成运放的制造工艺，使得相同类型的三极管的参数（）。

A 受温度影响小 B. 准确性高 C. 一致性好5．集成运放中的偏置电路，一般是电流源电路，其主要作用是（）。

A. 电流放大B. 恒流作用C. 交流传输。

解：1、C 2、B 3、C 4、C 5、B二、判断1．运放的有源负载可以提高电路的输出电阻（）。

2．理想运放是其参数比较接近理想值（）。

3．运放的共模抑制比K CMR越高，承受共模电压的能力越强（）。

4．运放的输入失调电压是两输入端偏置电压之差（）。

5．运放的输入失调电流是两输入端偏置电流之差（）。

解：1、×2、×3、√4、√5、√三、选择现有如下类型的集成运放，根据要求选择最合适的运放：①．通用型②. 高阻型③. 低功耗型④. 高速型⑤. 高精度⑥. 大功率型⑦. 高压型。

1．作视频放大器应选用。

2．作内阻为500KΩ信号源的放大器应选用。

3．作卫星仪器中的放大器应选用。

4．作心电信号（？左右）的前置放大器应选用。

5．作低频放大器应选用。

作输出电流为4A的放大器应选用。

解：1、④ 2、② 3、③ 4、⑤ 5、① 6、⑥习题44．1通用型集成运算放大器一般由哪几个部分组成？每一部分常采用哪种基本电路？对每一基本电路又有何要求？解：通用型集成运算放大器一般由输入级、中间级、输出级组成。

输入级采用差动放大电路，输入级要求尽量减小温度漂移。

中间级采用共射放大电路，要求提供较高的电压放大倍数。

输出级采用共集接法，互补对称电路，要求输出电阻要小。

4．2某一集成运算放大器的开环增益A od = 100dB ，差模输入电阻r i d = 5M Ω, 最大输出电压的峰─峰值为U OPP =±14V 。

电子技术基础-第4章

整理得 uO1R Rf 13uI1uI2
图4-18 同相加法运算电路
28
【例4-1】电路如图4-19所示。设A为理想集成运放， R1=10kΩ，Rf=100kΩ。试求：输出电压uO与输入电压uI之间的关系，并说明该电路实现了什么运算功能。
解根据理想集成运放的两条结论，利用“虚短”和“虚断” 的概念，有：uN=up=uI， iI=0
（ a）
（ b）
（ c）
非线性集成电路
3
（ d）
（ e）
（a）为圆壳式
（b）为双列直插式（c）为扁平式（d）为单列直插式（e）为菱形式
（ a）
（ b）
（ c）
（ d）
（ e）
4
4.1 直接耦合放大电路
两级直接耦合放大电路如图4-1所示
图4 –1 两级直接耦合放大器电路
5
4.1.1 直接耦合放大器和组成及其零点漂移现象
③输出级输出级具有输出电压线性范围宽，输出电阻小（即带负载能力强），非线性失真小等优点。多采用互补对称发射极输出电路。
17
Байду номын сангаас
④偏置电路偏置电路用于设置集成运放各级放大电路的静态工作点。与分立元件不同，集成运放多采用电流源电路为各级提供合适的集电极（或发射极、漏极）静态工作电流，从而确定了合适的静态工作点。集成运放的电路符号如图4-10所示。图(a)为国外常用符号，图(b)为我国常用符号。
19
(2)直流参数 ①输入失调电压UIO及其温漂dUIO/dT 理想集成运放，当输入为零时，输出也为零。但实际集成运放的差分输入级不易做到完全对称，在输入为零时，输出电压可能不为零。为使其输出为零，人为的在输入端加一补偿电压，称此补偿电压为输入失调电压，用UIO表示。 ②输入失调电流IIO及其温漂dIIO/dT 集成运放在常温下，当输出电压为零时，两输入端的静态电流之差，称为输入失调电流，用IIO表示，

第4章集成运算放大电路课后习题及答案

第4章集成运算放大电路一填空题1、集成运放内部电路通常包括四个基本组成部分,即、、和。

2、为提高输入电阻，减小零点漂移，通用集成运放的输入级大多采用_________________电路；为了减小输出电阻，输出级大多采用_________________ 电路。

3、在差分放大电路发射极接入长尾电阻或恒流三极管后，它的差模放大倍数将 ud A ，而共模放大倍数将，共模抑制比将。

uc A CMR K 4、差动放大电路的两个输入端的输入电压分别为和，则差mV 8i1-=U mV 10i2=U 模输入电压为，共模输入电压为。

5、差分放大电路中，常常利用有源负载代替发射极电阻，从而可以提高差分放大电e R 路的。

6、工作在线性区的理想运放，两个输入端的输入电流均为零，称为虚______；两个输入端的电位相等称为虚_________；若集成运放在反相输入情况下，同相端接地，反相端又称虚___________；即使理想运放器在非线性工作区，虚_____ 结论也是成立的。

7、共模抑制比K CMR 等于_________________之比，电路的K CMR 越大，表明电路__________越强。

答案：1、输入级、中间级、输出级、偏置电路；2、差分放大电路、互补对称电路；3、不变、减小、增大；4、-18mV, 1mV ；5、共模抑制比；6、断、短、地、断；7、差模电压放大倍数与共模电压放大倍数,抑制温漂的能力。

二选择题1、集成运放电路采用直接耦合方式是因为_______。

A ．可获得很大的放大倍数B .可使温漂小C .集成工艺难以制造大容量电容2、为增大电压放大倍数，集成运放中间级多采用_______。

A . 共射放大电路 B. 共集放大电路 C. 共基放大电路3、输入失调电压U IO 是_______。

A .两个输入端电压之差B .输入端都为零时的输出电压C .输出端为零时输入端的等效补偿电压。

第4章集成运算放大器的结构及特性

4.输入失调电压温漂 dVio /dT
在规定工作温度范围内，输入失调电压随温度的变化量与温度变化量之比值。
5.输入失调电流温漂dIio /dT
在规定工作温度范围内，输入失调电流随温度的变化量与温度变化量之比值。
6.最大差模输入电压Vidmax
(maximum differential mode input voltage) 运放两输入端能承受的最大差模输入电压，超过此电压时,差分管将出现反向击穿现象。
五、运算放大器的符号和型号
运算放大器的符号中有三个引线端，两个输入端，一个输出端。一个称为同相输入端，即该端输入信号变化的极性与输出端相同，用符号‘+’或‘IN+’表示；另一个称为反相输入端，即该端输入信号变化的极性与输出端相异，用符号“-”或“IN-”表示。输出端一般画在输入端的另一侧，在符号边框内标有‘+’号。实际的运算放大器通常必须有正、负电源端，有的品种还有补偿端和调零端。
7.最大共模输入电压Vicmax
(maximum common mode input voltage) 在保证运放正常工作条件下，共模输入电压的允许范围。共模电压超过此值时，输入差分对管出现饱和，放大器失去共模抑制能力。
二、运算放大器的动态技术指标
1.开环差模电压放大倍数 Avd ：(open loop voltage gain)运放在无外加反馈条件下，输出电压的变化量与输入电压的变化量之比。 2.差模输入电阻rid ：(input resistance)输入差模信号时，运放的输入电阻。 3.共模抑制比 KCMR ：(common mode rejection ratio)与差分放大电路中的定义相同，是差模电压增益 Avd 与共模电压增益 Avc 之比，常用分贝数来表示。 KCMR=20lg(Avd / Avc ) (dB)

第4章差动放大电路与集成运算放大器

ui1 ui 2
id
图3-3 差动放大电路的输入方式
共模信号与差模信号
Ui1 Ui2
线性放大电路
Uo
1 共模信号输入电压： U ic (U i1 U i 2 ) 2
差模信号输入电压：U
id
(U i1 U i 2 )
差模信号：是指在两个输入端加幅度相等，极性相反的信号。
共模信号：是指在两个输入端加幅度相等，极性相同的信号。
在放大器的两个输入端分别输入大小相等、极性相同的信号，即 ui1 ui 2 时，这种输入方式称为共模输入，所输入的信号称为共模（输入）信号。共模输入信号常用 uic 来表示，即 uic ui1 ui 2 。在放大器的两个输入端分别输入大小相等、极性相反的信号，即时这种输入方式为差模输入，所输入的信号称为差模输入信号。差模输入信号常用 u 来表示，即 ui1 uid / 2 ui 2 uid / 2
输入信号种类
ui1 = ui2 共模输入
(common mode)
uC ud
ui1 = -ui2 差模输入
(differential mode) 任意输入ui1, ui2（既非差模又非共模）
3.2 相关的理论知识
(2)共模输入
如图3-3（a）所示为共模输入方式，由图中可以看出，当差动放大器输入共模信号时，由于电路对称，两管的集电极电位变化相同，因而输出电压 u oc 恒为零。
Rod 2RC
5.共模抑制比如果温度变化，两个差放管的电流将按相同的方向一起增大或减小，相当于给放大电路加上一对共模输入信号。所以差模输入信号反映了要放大的有效信号，而共模输入信号可以反映由温度等原因而产生的漂移信号或其它干扰信号。通常希望差分放大电路的差模电压放大倍数愈大愈好，而共模电压放大倍数愈小愈好。共模抑制比反映了差分放大电路放大差模信号、抑制零漂和共模信号的能力。

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。
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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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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。
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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

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。

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

(完整版)第4章集成运算放大电路课后习题及答案(最新整理)

第4章集成运算放大电路一填空题1、集成运放内部电路通常包括四个基本组成部分,即、、和。

2、为提高输入电阻，减小零点漂移，通用集成运放的输入级大多采用_________________电路；为了减小输出电阻，输出级大多采用_________________ 电路。

3、在差分放大电路发射极接入长尾电阻或恒流三极管后，它的差模放大倍数ud A 将，而共模放大倍数将，共模抑制比将。

uc A CMR K 4、差动放大电路的两个输入端的输入电压分别为和，则差模mV 8i1-=U mV 10i2=U 输入电压为，共模输入电压为。

5、差分放大电路中，常常利用有源负载代替发射极电阻，从而可以提高差分放大电e R 路的。

7、共模抑制比K CMR 等于_________________之比，电路的K CMR 越大，表明电路__________越强。

二选择题1、集成运放电路采用直接耦合方式是因为_______。

A ．可获得很大的放大倍数B .可使温漂小C .集成工艺难以制造大容量电容2、为增大电压放大倍数，集成运放中间级多采用_______。

A . 共射放大电路 B. 共集放大电路 C. 共基放大电路3、输入失调电压U IO 是_______。

A .两个输入端电压之差B .输入端都为零时的输出电压C .输出端为零时输入端的等效补偿电压。

模拟电子技术基础第4章

图4.2.2 同相输入放大电路
放大电路的输入电阻Ri→∞ 放大电路的输出电阻Ro=0 图4.2.3 电压跟随器
4.2.3 差动输入(Differential input)放大电路
图 4.2.5 所示为差动输入放大电路，它的两个输入端都有信号输入。 ui1通过R1接至运放的反相输入端，ui2通过R2、R3分压后接至同相输入端，而uo通过Rf、R1反馈到反相输入端。
三、开方运算
平方根运算电路如图4.3.5 所示，与图4.3.2所示的除法电路比较可知，它是上述除法电路的一个特例，如将除法电路中乘法器的两个输入端都接到运放的输出端，就组成了平方根运算电路。
图4.3.5 平方根运算电路
4.4
有源滤波器
滤波器的功能及其分类
4.4.1
滤波器是从输入信号中选出有用频率信号并使其顺利通过，而将无用的或干扰的频率信号加以抑制的电路。只用无源器件R、L、C 组成的滤波器称为无源滤波器,采用有源器件和R、C元件组成的滤波器称为有源滤波器。同无源滤波器相比，有源滤波器具有一定的信号放大和带负载能力可很方便的改变其特性参数等优点；此外，因其不使用电感和大电容元件，故体积小，重量轻。但是由于集成运放的带宽有限，因此有源滤波器的工作频率较低，一般在几千赫兹以下，而在频率较高的场所，采用LC无源滤波器或固态滤波器效果较好。
通常用分贝数dB表示，则为
一般情况希望Aod越大越好， Aod越大，构成的电路性能越稳定，运算精度越高。 Aod一般可达100dB,最高可达140dB 以上。 2、输入失调电压UIO及其温漂 dUIO/dT 如果集成运放差动输入级非常对称，当输入电压为零时，
输出电压也应为零（不加调零装置）。但实际上它的差动输入

第四章差动与集成运算放大电路

其中R′L=Rc∥(1/2RL)。这里R′L≠Rc∥RL，其原因是由于两管对称，集电极电位的变化等值反相，而与两集电极相连的
RL的中点电位不变，这点相当于交流地电位。因而对每个单管来说，负载电阻（输出端对地间的电阻）应是RL的一半，即
RL/2，而不是RL。
差动放大器对共模信号无放大，对差模信号有放大，这意味着差动放大器是针对两输入端的输入信号之差来进行放大的，
第4章差动放大电路与集成运算放大器
如图4.1.1（b）所示。不过，若采用图4.1.1（b）所示电路，后级的集电极电位逐级高于前级的集电极电位，经过几级耦合之后，末级的集电极电位便会接近电源电压，这实际上也是限制了放大器的级数。
所谓零点漂移，就是当输入信号为零时，输出信号不为零，而是一个随时间漂移不定的信号。零点漂移简称为零漂。产生零漂的原因有很多，如温度变化、电源电压波动、晶体管参数变化等。其中温度变化是主要的，因此零漂也称为温漂。在阻容耦合放大器中，由于电容有隔直作用，因而零漂不会造成严重影响。但是，在直接耦合放大器中，由于前级的零漂会被后级放大，因而将会严重干扰正常信号的放大和传输。比如，图 4.1.1所示直接耦合电路中，输入信号为零时（即ΔUi=0），输出端应有固定不变的直流电压Uo = UCE2。
所示。
第4章差动放大电路与集成运算放大器
第4章差动放大电路与集成运算放大器
由图4.1.4（a）可以看出，当差动放大器输入共模信号时，由于电路对称，其输出端的电位Uc1和Uc2的变化也是大小相等、极性相同，因而输出电压Uoc保持为零。可见，在理想情况下（电路完全对称），差动放大器在输入共模信号时不产生输出电压，也就是说，理想差动放大器的共模电压放大倍数为零，或者说，差动放大器对共模信号没有放大作用，而是有抑制作用。实际上，上述差动放大器对零漂的抑制作用就是它抑制共模信号的结果。因为当温度升高时，两个晶体管的电流都要增大，这相当于在两个输入端加上了大小相等、极性相同的共模信号。换句话说，产生零漂的因素可以等效为输入端的共模信号。显然，Ac越小，对零漂的抑制作用越强。

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

第四章集成运算放大器各种运用

的R1对应于当具用有R1内+R阻s代Rs替的，信为号了源不，使上电面压公增式益中受Rs的太大影响，R1应该取大一些。但为了保运证放输的入内电阻流，远对大于于通偏用置型电运流放，，RR11应不宜远小超于过数十千欧，反馈电阻RF越大则电压增益越大，但要求反馈电流也应远大于偏置电流，所以 RF也不能取得过大，通常不宜超过兆欧。因此，当Rs达到数千欧时，这个电路难以获得高增益。另外，反相放大器是并联负反馈电
集成运放的基本组成
右图是运算放大器
的电路符号。它有两个输入端和一个输出端。反相输入端标“-”号，同相输入端标“+”号。输出电压与反相输入电压相位相反，与同相输入电压相位相同。此外还有两个端分别接正、负电源，有些集成运放还有调零端和相位补偿端。在电路中不画出。
二. 集成运算放大器的使用
由于集成运放具有性能稳定、可靠性高、寿命长、体积小、重量轻、耗电量少等优点得到了广泛应用。可完成放大、振荡、调制、解调及模拟信号的各种运算和脉冲信号的产生等。
本章将介绍集成运放的基本知识、基本电路及其主要应用。
主要内容
第一节运算放大器的基本知识第二节运算放大器的基本电路第三节运算放大器的应用
因Ii=0，故i1≈if，因此又因u+≈u-，因此
uo与ui之间的比例关系也与运放本身
的参数无关，电路
精度和稳定度都很高。KF为正表示uo 与ui同相，并且KF 总是大于或等于1，这一点与反相放大器不同。
当RF=0时KF=1，电路就变成电压跟随器。
同相放大器实际上是一个电压串联负反馈放大器，因此其输入阻抗高、输出阻抗低，而且增益不受信号源内阻的影响。该电路的不足是其共模抑制比CMRR不太大。

4-多级放大电路和集成运算放大电路解析

ICQ1)(Rc
// RL )
（1）双端输入双端输出。前面已经介绍。
（2）双端输入单端输出。
① 静态分析
电路静态工作时，输入信号 ui1 = ui2 = 0，因为输入回路对称，则
IBQ1 IBQ2
ICQ1 ICQ2
IEQ
VEE UBEQ 2Re
I BQ
I EQ
1
VCC
U CQ1 Rc
UCQ1 RL
ICQ1
U CQ1
(VCC Rc
4. 光电耦合图4-4(b)所示为输人信号的线性光电藕合电路，二极
管接在放大器的负反馈回路中，流过它的电流 if ui / R1
图4-4(b) 线性光电藕合电路
4.1.2 多级放大电路的分析
1．静态工作点分析阻容耦合、变压器耦合和光电耦合的多级放大电路的
各级直流通路彼此隔开，各级的静态工件点相互独立，因此它们的静态工作点的分析与单级放大电路的分析相同。直接耦合的多级放大电路各级直流通路彼此相通，各级静态工作点相互联系，因此需要全面考虑各级的静态工作点。
)
2ib1rbe1
(Rc //
rbe
RL ) 2
由上式可知，差动放大电路通过多用一半电路来换取对零点漂移的抑制，而其电压放大能力只相当于单管共射放大电路。
uod
Aud1
2 uid
1ib1 ( Rc
//
RL 2
)
(Rc
//
RL 2
)
ib1rbe1
rbe
2
Aud1 Aud
差模输入电阻Rid是从差动放大电路两个输入端看进去的等效电阻。
rbe1
300
(1
1)

第4章_集成运放电路

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