第三章集成运算放大器
第三章 差动放大电路及集成运算放大器 第一节差动放大电路
差动放大电路及集成运算放大器
3.1.1.1 差动放大电路的基本结构 差动放大电路如图３-１所示。
图3-2中可以算出差模输入电阻为: Rid＝２(ｒbe+Rb) 输出电阻为： Rο＝２RC
差动放大电路及集成运算放大器
3.1.3 共模输入信号与共模抑制比ＫCMR
在差动放大器两输入端同时输入一对极性相同、幅度相 同的信号称为共模输入方式。定义共模信号uic为两个输入信 号的算术平均值，即：
uic
ui1
差动放大电路及集成运算放大器
因此，其差模电压放大倍数为：
Aud
uo uid
Rc
Rb rbe
上式说明，该电压放大倍数与单管共射放大电路的电压
放大倍数相等。
这里我们用两套电路的元件实现的电压放大倍数和一套 电路相同。但该电路具有很好的超低频性能和很强的抑制零 点漂移的能力，这个问题下面还要详细讨论。
uo uo1 uo2 2uo1
差动放大电路及集成运算放大器
由图3-2可以计算出VT1、VT2的输出电压分别为：
VT1的输出电压：
uo1
Rcuid
2(Rb rbe )
VT2的输出电压：
uo 2
Rcuid
2(Rb rbe )
则差动放大电路的双端输出电压为：
uo
uo1
uo2
RCuid
Rb rbe
在一些超低频及直流放大电路中，级间耦合必须采用直 接耦合方式。直接耦合电路既能放大交流信号又能放大直流 信号，具有相当好的低频特性，所以又常称为直流放大器。 但由于其内部各级电路的静态工作点相互影响,给电路设计 和调整带来诸多不便。
电工与电子技术第三章 集成运算放大器及其应用
各级工作点相互影响 适于放大直流或变化缓慢的信号 电压放大倍数为各级放大倍数之积 零点漂移
零点漂移---当输入信号为零时，输出端电压 偏离原来的起始电压缓慢地无规则的上下漂动， 这种现象叫零点漂移。
产生原因---温度变化、电源电压的波动、电 路元件参数的变化等等。
第一级产生的零漂对放大电路影响最大。
∴ i 1＝ i f
即 ui/R1=－uo/ Rf
uo、ui 符合比例关系，负号表示输出输入电 压变化方向相反。
电路中引入深度负反馈， 闭环放大倍数Auf 与运放的Au无关，仅与R1、Rf 有关。
当R1＝Rf 时， uo＝－ui ，该电路称为反相器。 R2－－平衡电阻 同相端与地的等效电阻 。其作用是保持输入 级电路的对称性，以保持电路的静态平衡。
共模信号－－极性相同，幅值相同的信号。
u i1= u i2
差模输入（信号）
ui1 ui2 ui 2
IC1 IC2
UCE1 UCE2 u0 UCE1 Δ UCE2 2 UCE1
Ad 2 UCE1 / ui 2 UCE1 / 2ui1 UCE1 / ui1
i3 ui3 R3
i f u0 Rf
ui1 R1 i1
Rf if
ui2 R2 i2 ui3 R3 i3
－ ＋ ＋∞
uo
RP
u0 ui1 ui 2 ui 3 R f R1 R2 R3
uo R f ( ui1 ui2 ui3 ) R1 R2 R3
若 R1 R2 R3 R f
AOUi
uo
I－≈I+ ≈0
二、Rf if
ui R1 i1 R2
第三章--集成运放电路试题及答案
第三章集成运放电路填空题1、（3-1，低）理想集成运放的A ud=，K CMR=。
2、（3-1，低）理想集成运放的开环差模输入电阻ri=，开环差模输出电阻ro=。
3、（3-1，中）电压比较器中集成运放工作在非线性区，输出电压Uo只有或两种的状态。
4、（3-1，低）集成运放工作在线形区的必要条件是___________ 。
5、（3-1，难）集成运放工作在非线形区的必要条件是__________，特点是___________，___________。
6、（3-1，中）集成运放在输入电压为零的情况下，存在一定的输出电压，这种现象称为__________。
7、（3-2，低）反相输入式的线性集成运放适合放大(a.电流、b.电压) 信号，同相输入式的线性集成运放适合放大(a.电流、b.电压)信号。
8、（3-2，中）反相比例运算电路组成电压（a.并联、b.串联）负反馈电路，而同相比例运算电路组成电压（a.并联、b.串联）负反馈电路。
9、（3-2，中）分别选择“反相”或“同相”填入下列各空内。
（1）比例运算电路中集成运放反相输入端为虚地，而比例运算电路中集成运放两个输入端的电位等于输入电压。
（2）比例运算电路的输入电阻大，而比例运算电路的输入电阻小。
（3）比例运算电路的输入电流等于零，而比例运算电路的输入电流等于流过反馈电阻中的电流。
（4）比例运算电路的比例系数大于1，而比例运算电路的比例系数小于零。
10、（3-2，难）分别填入各种放大器名称（1）运算电路可实现A u＞1的放大器。
（2）运算电路可实现A u＜0的放大器。
（3）运算电路可将三角波电压转换成方波电压。
（4）运算电路可实现函数Y＝aX1＋bX2＋cX3，a、b和c均大于零。
（5）运算电路可实现函数Y＝aX1＋bX2＋cX3，a、b和c均小于零。
11、（3-3，中）集成放大器的非线性应用电路有、等。
12、（3-3，中）在运算电路中，运算放大器工作在区；在滞回比较器中，运算放大器工作在区。
电子课件电子技术基础第六版第三章集成运算放大器及其应用
集成运算放大器的组成框图
（1）输入级 通常是具有较大输入电阻和一定放大倍数的差动放大电路 ，利用它可以使集成运算放大器获得尽可能高的共模抑制比 。 （2）中间级 中间级的作用是使集成运算放大器具有较强的放大能力， 通常由多级共射极放大器构成。
一、零点漂移
放大直流信号和缓慢变化的信号必须采用直接耦合方式， 但简单的直接耦合放大器，常会发生输入信号为零输出信号 不为零的现象。产生这种现象的原因很多，如温度的变化、 电源电压的波动、电路元件参数的变化等，都会使静态工作 点发生缓慢变化，该变化量被逐级放大，便会使放大器输出 端出现不规则的输出量，这种现象称为“零点漂移”，简称“零 漂”。
三、集成运算放大器的主要参数
为了表征集成运算放大器的性能，生产厂家制定了很多参 数，作为合理选择和正确使用集成运算放大器的依据。下面 介绍几项主要的参数，见表。
集成运算放大器的主要参数
集成运算放大器的主要参数
§3-3 集成运算放大器的基本电路
学习目标
1. 了解理想集成运算放大器的基本概念。 2. 了解集成运算放大器线性工作区和非线性工作区的 特性及工作特点。 3. 理解集成运算放大器“虚短”“虚断”的概念。 4. 了解集成运算放大器电路直流平衡电阻的配置。
2. 消除自激振荡 集成运算放大器是多级放大器，具有极高的电压放大倍数 ，但它极易产生自激振荡，使运算放大器不能正常工作。为 了防止自激振荡的产生，通常按产品手册要求，在补偿端子 上接指定的补偿电容或 RC 移相网络，以便消除自激振荡现 象。
四、集成运算放大器的保护 电路
1. 防止电源极性接反 为了防止电源极性接反而损坏集 成运算放大器，可利用二极管的单向 导电特性来控制，如图所示，二极管 V1、V2 串入集成电路直流电源电路 中，当电源极性接反时，相应的二极 管便截止，从而保护了集成电路。 防止电源极性接反保护电路
电子技术试题及答案
电子技术试题及答案-(《电子技术基础》题库适用班级：2012级电钳3、4、5、6班备注：本学期进行到第七章；第一、二、三章是重点内容，要求掌握；第四、八章没有涉及。
一、填空题：第一章半导体二极管○1、根据导电能力来衡量，自然界的物质可以分为导体，半导体和绝缘体三类。
Δ2、导电性能介于导体和绝缘体之间物质是半导体。
○3、半导体具有热敏特性、光敏特性、参杂的特性。
Δ4、PN结正偏时，P区接电源的正极，N极接电源的负极。
○5、PN结具有单向导电特性。
○6、二极管的P区引出端叫正极或阳极，N区的引出端叫负极或阴极。
Δ7、按二极管所用的材料不同，可分为硅二极管和锗二极管两类；○8、按二极管用途不同，可分为普通二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管、发光二极管、光电二极管和变容二极管。
★9、二极管的正向接法是二极管正极接电源的正极，负极接电源的负极；反响接法相反。
○10、硅二极管导通时的正向管压降约0.7V ，锗二极管导通时的管压降约0.3V。
Δ11、使用二极管时，应考虑的主要参数是最大整流电流，最高反向电压和反向电流。
★12、发光二极管将电信号转换为光信号。
★13、变容二极管在高频收音机的自动频率控制电路中，通过改变其反向偏置电压来自动调节本机震荡频率。
★14、所谓理想二极管，就是当其正偏时，结电阻为零。
第二章半导体三极管及其放大电路○15、三极管是电流控制元件。
○16、三极管具有放大作用外部电压条件是发射结正偏，集电结反偏。
★17、当温度升高时，晶体三极管集电极电流Ic变大，发射结压降变小。
Δ18、三极管处在放大区时，其集电结电压小于零，发射结电压大于零。
★19、三极管的发射区杂质浓度很高，而基区很薄。
Δ20、三极管实现放大作用的内部条件是：发射区杂质浓度要远大于基区杂质浓度，同时基区厚度要很小.Δ21、工作在放大区的某三极管，如果当I B从12μA增大到22μA时，I C从1mA变为2mA，那么它的β约为100 。
第三章 差动放大电路及集成运放电路1
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3.2 差分放大电路
是晶体管的电流放大倍数。 其中β是晶体管的电流放大倍数。 从上可知，静态时，每个管子的发射极电路中相当于接入了2R 从上可知，静态时，每个管子的发射极电路中相当于接入了2RE 的电阻，这样每个晶体管的工作点稳定性都得到提高。 的电阻，这样每个晶体管的工作点稳定性都得到提高。VEE的作用是 补偿R 上的直流压降，使得晶体管有合适的工作点。 补偿RE上的直流压降，使得晶体管有合适的工作点。
这时差模电压放大倍数变为差模信号输入时从差分放大电路的两个输入端看进去所呈现的等效电阻称为差分放大电路的差模输入电阻由图34可得下一页返回上一页差分放大电路两管集电极之间对差模信号所呈现的等效电阻称为差分放大电路的差模输出电阻由图34可得2ro12r在放大器两输入端分别输入大小相等相位相同的信号即ui1i2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
u ic =u i1 =u i 2
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3.2 差分放大电路
图3-5所示电路在共模信号的作用下，V1管和V2管相应电量的变 所示电路在共模信号的作用下， 管和V 化完全相同，显然， =0， 化完全相同，显然，共模输出电压uo=uo1－uo2=0，则共模电压放大 倍数
Auc = 0
发射极电阻R 对共模信号具有很强的抑制能力。 发射极电阻RE对共模信号具有很强的抑制能力。当共模信号使
ro=2Ro1=2Rc
2．共模输入动态分析 在放大器两输入端分别输入大小相等、相位相同的信号， 在放大器两输入端分别输入大小相等、相位相同的信号，即ui1 这种输入方式称为共模输入， ＝ui2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。 来表示。共模输入电路如图 所示。 信号。共模输入信号用uic来表示。共模输入电路如图3-5所示。由 图3-5可得
3差动放大器及运放
3.电路的动态分析
(1)加入差模信号
+VCC Rc
Rc
+
ui1=-ui2 =uid/2，
uic=0。 若ui1 ,ui2 ib1 ,ib2 ie1 ,ie2
u i1 － u i1
－
+ uo
+ uo
-+
uo 2 +
uo 2 -
Rc
Rc
Rb +
2
T1
Rb T1
uo 1 -+
RL
IC
U
O
= U
C1
U
C2
0
2.抑制零漂的原理:
当ui1 = ui2 = 0 时， UC1 = UC2 Uo= UC1 - UC2 = 0
u i1 + － Rb T1 Rc + u
+VCC Rc
_
o
Rb T2 + u i2
当温度变化时：
_
Re V EE
－
设T ic1 ,ic2 uc1 , uc2 uo= uc1 - uc2 = 0
电路对称│uo1│=│uo2│
+ u i1 － u id
2
Rc
+
+ uo uo 1 E
uo 2 +
Rc
Rb
T1
T2
Rb + u i2 －
uo= uo1 – uo2=2 uo1
差模电压放大倍数
Au d uO u i1 u i 2
2 u O1 2 u i1
-
u id
-Vee
3. 减小零漂的措施 采用差动放大电路
《电子技术基础》第三章集成运算放大器及其应用试卷
《电子技术基础》第三章集成运算放大器及其应用试卷一、单项选择题1.集成运算反相器应是( )。
(2 分)A.A uf=lB.A uf=∞C.A uf=-1D.A uf=02.差动放大器是利用( )抑制零漂的。
(2 分)A.电路的对称性B.共模负反馈C.电路的对称性和共模负反馈D.差模负反馈3.输入失调电压是( )。
(2 分)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。
4.同相比例运算电路在分析时不用( )概念。
(2 分)A.虚短B.虚断C.虚地5.集成运算放大器若输入电压过高,会对输入级( )。
(2 分)A.造成损坏B.造成输入管的不平稳,使运放的各项性能变差C.影响很小6.集成反相器的条件是( )(2 分)A.A uf=-1B.A uf=1C.R f=0D.R f=∞E.R f=R7.抑制零点漂移最有效的方法是( )。
(2 分)A.采用差动放大器B.采用温度补偿电路C.尽量减小电源电压波动8.所谓差模输入信号是指两输入信号为( )。
(2 分)A.大小和相位都相同B.相位相反C.大小相同,相位相反9.电压比较器中,集成运放工作在( )状态。
(2 分)A.非线性B.开环放大C.闭环放大10.克服零点漂移最有效且最常用的是( )(2 分)A.放大电路B.振荡电路C.差动放大电路D.滤波电路二、判断题11.( )开环差模电压增益越高,构成的电路运算精度越高,工作也越稳定。
(2 分)12.( )直接耦合放大电路能够放大缓慢变化的信号和直流信号,但不能放大漂移信号。
(2 分)13.( )变压器耦合能使零点漂移信号传递到后级。
(2 分)14.( )差动放大电路的共模放大倍数实际上为零。
(2 分)15.( )集成运放工作在线性状态下,要实现信号运算时,两个输入端对地的直流电阻必须相等,才能防止偏置电流带来的运算误差。
(2 分)16.( )为防止自激,集成运放的补偿电容若制作在内部,无需外部补偿。
电子技术单元检测题
第三章集成运算放大器及其应用一、单选题1.对差分放大电路而言，下列说法不正确的为（）。
A．可以用作直流放大器B．可以用作交流放大器C．可以用作限幅器D．具有很强的放大共模信号的能力2.为了减小温度漂移，集成放大电路输入级大多采用（）。
A. 共基极放大电路B. 互补对称放大电路C. 差分放大电路D. 电容耦合放大电路3.选用差分放大电路的主要原因是（）。
A．减小温漂B．提高输入电阻C．稳定放大倍数D．减小失真4.集成运放的输出级一般采用互补对称放大电路是为了( )A.增大电压放大倍数B.稳定电压放大倍数C.提高带负载能力D. 减小线性失真4.选用差分放大电路的主要原因是（）。
A．减小温漂B．提高输入电阻C．稳定放大倍数D．减小失真5、理想运放的两个重要结论是（）。
A、虚短与虚地；B、虚断与虚短；C、断路与短路。
三、填空题1.当输入信号为零时，输出信号不为零且产生缓慢波动变化的现象称为。
差分放大电路对之具有很强的作用。
2.当差分放大电路输入端加入大小相等、极性相反的信号时，称为输入；当加入大小和极性都相同的信号时，称为输入。
3.理想集成运放差模输入电阻为，开环差模电压放大倍数为，输出电阻为。
4.差动放大电路具有电路结构___ _的特点，因此具有很强的__ 零点漂移的能力。
它能放大__ _模信号，而抑制___ __模信号。
5.差动放大电路中，差模电压放大倍数与共模电压放大倍数之比，称为，理想差动放大电路中其值为。
6.集成运放的输入级一般采用差动放大电路，用来克服温漂；中间电压放大级多采用共极电路以提高电压增益；输出级多采用功率放大电路，以提高带负载能力。
7、运算电路可实现A u＞1的放大器，运算电路可实现A u＜0的放大器.8、“虚地”是输入电路的特殊情况。
四、问题1、集成运放一般由哪几部分组成？各部分的作用如何？2、何谓“虚地”？何谓“虚短”？在什么输入方式下才有“虚地”？五、计算题图3.42所示电路中，已知R1＝2KΩ，R f＝5KΩ，R2＝2KΩ，R3＝18KΩ，U i＝1V，求输出电压U o。
集成运算放大器教案
集成运算放大器教案第一章：集成运算放大器概述1.1 教学目标1. 了解集成运算放大器的定义、特点和应用领域。
2. 掌握集成运算放大器的基本符号和参数。
3. 理解集成运算放大器的工作原理。
1.2 教学内容1. 集成运算放大器的定义和特点2. 集成运算放大器的基本符号和参数3. 集成运算放大器的工作原理1.3 教学方法1. 讲解：讲解集成运算放大器的定义、特点和应用领域。
2. 互动：提问学生关于集成运算放大器的基本符号和参数。
3. 演示：通过示例电路演示集成运算放大器的工作原理。
1.4 教学评估1. 提问：检查学生对集成运算放大器的定义、特点和应用领域的理解。
2. 练习：让学生绘制集成运算放大器的基本符号和参数。
第二章：放大器的基本电路2.1 教学目标1. 了解放大器的基本电路类型。
2. 掌握放大器的基本电路原理。
3. 学会分析放大器的输入输出特性。
2.2 教学内容1. 放大器的基本电路类型：放大器的分类和特点。
2. 放大器的基本电路原理：电压放大器、功率放大器等。
3. 放大器的输入输出特性：输入阻抗、输出阻抗、增益等。
2.3 教学方法1. 讲解：讲解放大器的基本电路类型和特点。
2. 互动：提问学生关于放大器的基本电路原理。
3. 演示：通过示例电路演示放大器的输入输出特性。
2.4 教学评估1. 提问：检查学生对放大器的基本电路类型和特点的理解。
2. 练习：让学生分析放大器的输入输出特性。
第三章：集成运算放大器的应用3.1 教学目标1. 了解集成运算放大器的应用领域。
2. 掌握集成运算放大器的基本应用电路。
3. 学会分析集成运算放大器的应用电路性能。
3.2 教学内容1. 集成运算放大器的应用领域：模拟计算、信号处理等。
2. 集成运算放大器的基本应用电路：放大器、滤波器、积分器、微分器等。
3. 集成运算放大器的应用电路性能：增益、带宽、线性范围等。
3.3 教学方法1. 讲解：讲解集成运算放大器的应用领域和基本应用电路。
集成运放内部电路原理
集成运放内部电路原理
集成运算放大器（简称集成运放）是一种将多个电子器件集成在一块单晶硅芯片上的电子器件。
其内部电路原理如下：
1. 输入级：由差分式放大电路组成，利用其对称性可提高电路性能。
2. 中间电压放大级：主要作用是提高电压增益，由多级放大电路组成。
3. 输出级电压增益为1，但为负载提供功率。
此外，集成运放的电路中还包括偏置电路，用于提供偏置电压以及对输入信号交流成分进行放大。
输入信号首先经过隔直电容过滤其直流成分，然后通过直流偏置信号进行放大。
反馈电阻和反向端电阻用于确定放大倍数。
整个电路具有同相输入端P、反相输入端N和输出端O。
当P端加入电压信号时，O端输出同相的电压信号；N端加入电压信号时，O端输出反相的电压信号。
此外，该电路还可以抑制共模信号，当输入信号中含有共模噪声时，将被抑制。
以上信息仅供参考，如需了解更多信息，建议查阅集成运放相关书籍或咨询专业人士。
模电第三章-集成运算放大器
③单端输入，双端输出 单端输入可等效为双端输入。
RC1 + uO－ RC2
+VCC
Re与VEE的作用
R1
VT1
VT2
uI1= uId
+
－
1 2 uId
Re
R2 uI2=0 不变，单端输入与
双端输入的情况近
+
－
1 似一致。
2 uId
+1
－
2 uId
－VEE
－1
+
2 uId
Auc 0
Aud
RC
//
集成运放实质上是一种高电压增益、高输入电阻和 低输出电阻的多级直接耦合放大电路。
输入级
中间级
输出级
偏置电路
输出级：为如在提供足够的功率，多采用互补对称功率 放大电路。 偏置电路：为各级放大器提供合适的静态工作电流。
§2 集成运算放大器的单元电路
一、差动放大电路
输入级对整个运放的性能指标影响很大。
引起的漂移电压在阻容耦合放大电路中被电容隔离， 不会传到下一级；在直接耦合放大电路中会被不断放大， 严重时在输出端会无法区分有用信号和无用信号。
双极型 （2）按构成有源器件的类型分为 单极型
2、集成电路的特点（P135）
（1）相邻元器件参数对称性好，适于构成差分放大电路； （2）集成电路芯片面积小，集成度高，各元器件工作电 流很小，一般在mA以下，功耗很小，一般在mW以下。 （3）集成电路中电阻阻值范围有一定的局限性； （4）难以集成大电容和大电感； （5）级间采用直接耦合方式； （6）二极管大多采用BJT的发射结构成。
rbe1
β1 iB1
RC1
1 2
集成运算放大器教案
集成运算放大器教案第一章：集成运算放大器的概述1.1 教学目标1. 了解集成运算放大器的基本概念；2. 掌握集成运算放大器的主要参数；3. 理解集成运算放大器的作用和应用。
1.2 教学内容1. 集成运算放大器的定义；2. 集成运算放大器的主要参数；3. 集成运算放大器的作用和应用。
1.3 教学方法1. 讲授法：讲解集成运算放大器的概念、参数和作用；2. 案例分析法：分析集成运算放大器在实际电路中的应用。
1.4 教学步骤1. 引入：讲解集成运算放大器的定义；2. 讲解：介绍集成运算放大器的主要参数；3. 应用：分析集成运算放大器的作用和应用；4. 总结：强调集成运算放大器在电路设计中的重要性。
第二章：集成运算放大器的电路符号与性质2.1 教学目标1. 掌握集成运算放大器的电路符号；2. 理解集成运算放大器的主要性质；3. 学会分析集成运算放大器的基本电路。
2.2 教学内容1. 集成运算放大器的电路符号；2. 集成运算放大器的主要性质；3. 集成运算放大器的基本电路分析。
2.3 教学方法1. 讲授法：讲解集成运算放大器的电路符号和性质；2. 示例分析法：分析集成运算放大器的基本电路。
2.4 教学步骤1. 引入：讲解集成运算放大器的电路符号；2. 讲解：介绍集成运算放大器的主要性质；3. 分析：分析集成运算放大器的基本电路；4. 总结：强调集成运算放大器性质在电路分析中的应用。
第三章：集成运算放大器的应用之一——放大器电路3.1 教学目标1. 掌握放大器电路的基本原理；2. 学会设计放大器电路；3. 了解放大器电路的应用。
3.2 教学内容1. 放大器电路的基本原理；2. 放大器电路的设计方法；3. 放大器电路的应用。
1. 讲授法：讲解放大器电路的基本原理；2. 设计实践法：指导学生设计放大器电路；3. 案例分析法：分析放大器电路的应用。
3.4 教学步骤1. 引入：讲解放大器电路的基本原理；2. 设计：指导学生设计放大器电路；3. 应用：分析放大器电路在实际电路中的应用；4. 总结：强调放大器电路在电路设计中的重要性。
第三章 差动放大电路及集成运算放大器 第三节集成运算放大器及其应用
差动放大电路及集成运算放大器
3.3.3.4 差模输入电阻rid
是指运放在输入差模信号时的输入电阻。对信号源来说，
差模输入电阻rid的值越大，对其影响越小。理想运放的rid
为无穷大。
3.3.3.5 开环输出电阻ro
运放在开环状态且负载开路时的输出电阻。其数值越小，
带负载的能力越强。理想运放的ro = 0。
i11
ui1 R11
；i12
ui 2 R12
该参数表示运放两个输入端之间所能承受的最大差模电 压值，输入电压超过该值时，差动放大电路的对管中某侧的 三极管发射结会出现反向击穿，损坏运放电路。运放μA741 的最大差模输入电压为30V。
差动放大电路及集成运算放大器
3.3.3.2 最大共模输入电压Uicmax
这是指运算放大器输入端能承受的最大共模输入电压。 当运放输入端所加的共模电压超过一定幅度时，放大管将退 出放大区，使运放失去差模放大的能力，共模抑制比明显下 降。运放μA741在电源电压为±15V时，输入共模电压应在 ±13V以内。
如果输入信号从同相输入端引入，运放电路就成了同相 比例运算放大电路。如图3-20所示。根据理想运算放大器的 特性：u u ui i1 i f 得：
i1
u R1
ui R1
if
u uo RF
ui uo RF
因而: uo
1
RF R1
ui
Auf
uo ui
1
RF R1
差动放大电路及集成运算放大器
该电路的反馈类型为串联电.3.4.3 反相加法器 如果在反相输入比例运算电路的输入端增加若干输入支
路，就构成反相加法运算电路，也称求和电路，如图3-22所 示。
03第三章运算放大器及反馈
第三章集成运算放大器及反馈集成化是电子技术进展的一个重要方向，集成运算放大器（简称集成运放）是模拟集成电路中品种最多、应用最普遍的一类组件。
反馈是一个很重要的概念，各类自动操纵，自动调剂系统都离不开反馈。
集成运放加上负反馈可组成各类模拟运算电路。
本章要紧介绍集成运放及其线性应用和反馈的概念。
本章学习目标：（1）明白集成运放的大体性能，熟悉集成运放符号；（2）明确“同相输入端”及“反相输入端”的含义；（3）会通过工具书查阅集成运放型号、参数、连接方式、利用注意事项等资料；（4）明确反馈的概念，明白反馈对放大电路的阻碍；（5）明白集成运放线性运用和非线性运历时的特点；（6）熟悉并能计算同相较例、反相较例及加法运算电路。
第一节集成运算放大器一、集成运放简介前面讲述的放大电路是由分立的三极管、二极管、电阻、电容等元件，借助导线或印制电路连接成一个完整的电路系统，称之为分立元件电路。
利用集成工艺，将电路的所有元件及联接导线集成在同一块硅片上，封装在管壳内，成为一个具有特定功能的完整电路即集成电路。
与传统的分立元件电路相较，集成电路具有体积小、重量轻、功耗小、本钱低、靠得住性好等优势。
因此电子设备中集成电路几乎取代了分立元件电路。
集成电路的品种很多，按其功能可分为模拟集成电路和数字集成电路两大类。
数字集成电路用于产生、变换和处置各类数字信号。
模拟集成电路用于放大、变换和处置模拟信号（模拟信号，是指幅度随时刻作持续转变的信号）。
模拟集成电路又称线性集成电路。
集成运放是一种模拟集成电路。
集成电路封装后通过引脚与外部电路联接，集成电路的外形有如图3-1所示的几种常见形式。
各类集成电路型号、管脚排列、大体联接方式及参数等等，有集成电路手册可供查阅。
图3-1 集成电路外形图例如集成运算放大器实质上是一种高增益、多级、直接耦合的放大器。
它的电压放大倍数可达104～107。
集成运放的输入电阻从几十千欧到几十兆欧，而输出电阻很小，仅为几十欧姆。
差动放大电路与集成运算放大器 习题
第三章差动放大电路与集成运算放大器3．1 选择填空1．使用差动放大电路的目的是为了提高（）。
A输入电阻B电压放大倍数C抑制零点漂移能力D电流放大倍数2．差动放大器抑制零点漂移的效果取决于（）。
A两个晶体管的静态工作点B两个晶体管的对称程度C各个晶体管的零点漂移D两个晶体管的放大倍数3．差模输入信号是两个输入信号的（），共模输入信号是两个输入信号的（）。
A 和B 差C 比值D 平均值4．电路的差模放大倍数越大表示（），共模抑制比越大表示（）。
A有用信号的放大倍数越大B共模信号的放大倍数越大C抑制共模信号和温漂的能力越强5．差动放大电路的作用是（）。
A放大差模B放大共模C抑制共模D抑制共模，又放大差模6．差动放大电路由双端输入变为单端输入，差模电压增益是（）。
A增加一倍B为双端输入的1/2 C不变D不定7．差动放大电路中当U I1=300mV，U I2=-200mV，分解为共模输入信号U IC=（）mV，差模输入信号U ID=（）mV。
A500 B100 C250 D508．在相同条件下，阻容耦合放大电路的零点漂移（）。
A比直接耦合电路大B比直接耦合电路小C与直接耦合电路相同9．差动放大电路由双端输出改为单端输出，共模抑制比K CMRR减小的原因是（）。
A A UD不变，A UC增大B A UD减小，A UC不变C A UD减小，A UC增大D A UD增大，A UC减小3．2简答题1．直接耦合放大电路能放大交流信号吗？直接耦合放大电路和阻容耦合放大电路各有什么优缺点？2．什么叫零点漂移？产生零点漂移的主要原因是什么？如何抑制零点漂移？在阻容耦合放大电路中是否存在零点漂移？3．有甲已二个直接耦合放大电路，甲电路的Au=100，乙电路的Au=50。
当外界温度变化了20℃时，甲电路的输出电压漂移了10V，乙电路的输出电压漂移了6V，向哪个电路的温度漂移参数小？其数值是多少？4．解释下列术语的含义：差模信号，共模信号，差模电压放大倍数，共模电压放大倍数，共模抑制比。
电子技术复习集成运算放大器解读
vO
vO
(2)、集成电路按功能分为： 数字电路： 模拟电路：集成运放、集成功放、集成稳压电源电路
(3)、集成电路按晶体管性质分为： 晶体管-晶体管-逻辑电路（(Transistor—Transistor Logic)， 简称TTL电路）获双极型晶体管集成电路。 金属-氧化物-半导体场效应管集成电路（即MOS电路）或单极 型场效应管集成电路。
vN vP
vO
理想集成运放工作在线性区的 必要条件是引入深度负反馈。
3、理想集成运放的非线性工作区 当集成运放工作在开环状态（即没有引入负反馈）或只引入了 正反馈时，集成运放工作在非线性区。 其特点：输出电压只有两种状态，不是正 饱和电压＋VOM,就是负饱和电压－VOM，一般 比电源电压低1~2伏。 （1）当同相端电压大于反相端电压，即 vP> vN时，vo=＋VoM；当反相端电压大于同相 端电压，即vP < vN时，vo=－VoM。 （2）由于理想运放的差模输入电阻无穷 vi= vP-vN 大rid→∞ ，所以净输入电流为0，iP=iN=0。
第三章 集成运算放大电路 由晶体管、场效应管、二极管、电阻、电容等元器件根据不同 连接方式组成的电路，称为分立元件电路。 3.1集成运算放大电路概述
一、集成电路（Itegrated Circiut简称IC ）定义 -----采用专门的半导体制造工艺，将大量的晶体管、场效应管、 二极管、电阻、电容等元件及它们间的连线所组成的完整电路制 作在一小块单晶硅片上，形成具有特定功能的单元电路。 集成放大电路是一种高电压放大倍数、高输入电阻、低输出电 阻的多极直接耦合放大电路，最初多用于各种模拟信号的运算（如 比例、求和、求差、积分、微分…），故被称为集成运算放大器， 简称集成运放。
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3.2.2中间级
❖ 一至二级直接耦合放大电路构成，提供足够大的电压放大 倍数；输出双端变单端；电平移动。
❖ 有源负载复合管放大电路，提供电压放大倍数,很高的输 入电阻。
12
rbe 1rbe2
IREF
VCC
VBE3 R
3.2.3输出级 ❖ 输出足够大的功率信号；输入电阻大；输出电阻小。 ❖ 工作在大信号下，多采用甲乙类互补对称电路。 ❖ 有过载保护电路
输出级：准互补输出级，VBE倍增电路消除交越失真。 准互补输出级 过载保护电路
VBE倍增电路
集成运放的主要参数
1、开环差模电压放大倍数AVO（100dB=105）
2、最大差模输入电压VIDM（±30V）
3、最大输出电压VOPP（ ±13V）
4、最大共模输入电压VICM（±15V）
5、输入失调电压 V IO（1.0mV）
使 VO = 0，输入端施加的补偿电压
6、输入偏置电流 I IB（80nA）
VI
=
0
时，
IIB12（IIB1II
）
B2
集成运放的主要参数
7、 输入失调电流 IIO（20nA） 输出电压为零时： IIOIIB1IIB2
8、转换速率SR(0.5V/µs) 9、差模输入电阻rid（2MΩ） 10、共模输入电阻ric
第三章 集成运算放大电路
主要内容
❖ 集成运放的基本单元电路
集成运放的组成和电路符号 差分输入级 中间级 输出级
❖ 集成运放的典型电路和参数
典型电路分析 主要参数
❖ 集成运放基本电路
理想运放的特性 基本电路
❖ 基本运算电路
加、减法运算电路 积分和微分运算电路
3.1集成运放的基本单元电路
3.3 集成运放的基本电路
3.3.1 理想运放的特性
理想集成运放的性能指标
开环差模增益：Aod; 差模输入电阻： rid ; 输出电阻： ro 0; 共模抑制比：KCMR; 上限截止频率：fH ;
失调电压、电流及其温漂：均为0。 实际集成运放的特性很接近理想集成运放，我们仅仅 在进行误差分析时，才考虑理想化后造成的影响，一般工 程计算其影响可以忽略。
输入级
共集-共基形式
T1和T2从基极输入、射极输出
T3和T4从射极输入、集电极输出
T3、T4为横向PNP型管，输 入端耐压高。共集形式，输入 电阻大，允许的共模输入电压 幅值大。共基形式频带宽。
双端输入、单端输 出差分放大电路
中间级
中间级是主放大器，它 所采取的一切措施都是为 了增大放大倍数。
LM741的中间级是以复 合管为放大管、采用有源 负载的共射放大电路。由 于等效的集电极电阻趋于 无穷大，故动态电流几乎 全部流入输出级。
“虚断”：运放的同相输入端和反相输入端的电流趋于 0，好象断路一样，但却不是真正的断路。
理想运放工作于线性区，因其
放大倍数趋于无穷大，所以在输入 端只要加一个非无穷小的电压，其
v+
i+
+
vo
输出就会超出其线性工作区，因此，
只有电路引入负反馈，才能使其工 v -
i-
A
-
作于线性区。
反馈网络
理想集成运放工作于非线性区
理想集成运放工作于线性区
v+ i+ +
vo
voAV0(vv)
A
v-
-
i-
而 A V 0 ,vo 为 有 限 值 ,所 以 ， (vv) 0 ,
故 vv
“虚短”：运放的同相输入端和反相输入端的电位“无 穷”接近，好象短路一样，但却不是真正的短路。
因 为 r i d , v i v v 为 有 限 值 , 所 以 ， i i 0
电路中没有引入负反馈或引入
Hale Waihona Puke vo VOM的是正反馈，理想运放工作于非线 性区。因其放大倍数趋于无穷大，
O
v+- v-
所以输出电压只有两种可能：
-V O M
vo V-VOOMM
v v
v v 因ri为 d ,所以 ii， 0
3.3.2 由集成运放组成的基本电路
电压并联
一、反相放大器
负反馈
电路处于深度负反馈条 件下，虚短和虚断成立。
3.1.2 集成运放输入级：
•采用差分输入级 •普通差分放大器：输入电阻小，最大差模输入电压低， 放大倍数不够高。 •改进方法：
•共集－共基差分放大器 •超 管输入级
共集－共基差分放大器： 特点：
输入电阻高； 一定的电压放大倍数； 高差模输入电压。
共集－共基差分放大器
有源负载差分放大电路
①电路的输入、输出方式？
VBE倍增电路消 除交越失真。
过载保护电路
有保护电路的甲乙类互补对称电路
小节 本节内容：
❖ 集成运放的组成：输入级，中间级，输出级，偏置电路 ❖ 复合管 ❖ 有源负载 ❖ 互补对称电路
3.2集成运放的典型电路和参数
3.2.1 集成运放典型电路分析
集成运放LM741 的电路原理图
偏置电路
若在集成运放电路中能够估算出某一支路的电流， 则这个电流往往是偏置电路中的基准电流。
集成电路：在一块硅片上集成出包括有源元件和无源元件构成 的整体电路。
分类：数字集成电路和模拟集成电路。 集成运放：集成运算放大器，模拟电路的通用器件。
3.1.1 集成运放的组成和电路符号
AV0 — 开环差模电压放大倍数
vo = AV0(v+ – v)
集成运放的符号
集成运放的组成：
（1）输入级：高性能差放电路；输入电阻大、共模抑制 比大、静态电流小。 （2）中间级：复合管共射电压放大电路；提供电压放大。 （3）输出级：互补对称输出电路。带载能力强、失真小。 （4）偏置电路：电流源电路；提供合适的静态工作点。
v- v+ 0 “虚地”
vI v- v- vO
R1
RF
vO
RF R1
vI
AV F
RF R1
ri
vI iI
R1
rof
ro 0 1AF
反相放大器
为了保持运放差放输入级 的对称性，同相输入端的电 阻RP为vi=0时反相输入端的等 效电阻： RP= R1// RF，称为补 偿电阻或平衡电阻。
反相放大器的特点：
②如何设置静态电流？
③静态时iO约为多少？ ④动态时ΔiO约为多少？
静态：
I C I 1 C ， I 2 C I 3 C ， I 1 C I 4 C ， I 3 C I 4 C
使单端输出电路 的差模放大倍数近 似等于双端输出时 的差模放大倍数。
iOiC4iC20 动态： iC 1 iC ， 2 iC 4 iC 3 iC ， 1
❖ 运放的反相输入端虚地，其共模输入电压可视为零，因此， 电路对运放的共模抑制比要求不高。