集成运算放大电路课件
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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。
集成运算放大电路图36页PPT
集成运算放大电路图
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —西塞 罗
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —西塞 罗
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
集成运算放大电路-PPT文档资料
2、具有恒流源的实际电路：
选取合适的参数，使I1、I2>>IB，则 ：
I 0 ,I I B 1 2
U R2 R2 V EE R1 R 2 U R 2 U BE 3 R3
பைடு நூலகம்
IC 3 I E3
若UBE3不变，则IC3几乎为常量。
若温度变化引起UBE3变化，则：
IC3 IE3 UR2 (UBE3 UBE3) R 3 R 3
二、基本差分放大器电路：
1、电路组成与静态分析： （1）电路结构： 电路结构完全对称、电路参数完全对称、 共用发射极电阻、采用两组电源、两个 输入端（可分开/可单独）、一个输出端 （可单端/可双端）。
（2）静态分析：
IBQ VEE UBEQ
VEE IBQRb UBEQ 2IEQRe IBQ[Rb 2(1 )Re ] Rb 2(1 )Re VEE UBEQ 2Re
6.2 差分放大电路
一、直接耦合多级放大电路中的零点漂移现象：
在采用直接耦合的多级放大电路中，由于各级静态工 作点相互关联，当温度、元器件参数、电源电压变化 时，会引起电路各处电压电流的微小变化，此变化会 被逐级放大，最后，即使无输入信号，在多级放大器 的输出端仍有输入电压，当此输出电压足够大时，有 可能淹没有效信号。此现象称为零点漂移现象，简称 为零漂。 在引起零漂的各条件中，温度是不可控的，其它参数 在集成环境下可控，故往往称零漂为温漂。
IEQ ICQ IBQ UCEQ UCQ UEQ (VCC ICQRc ) (UBEQ UBQ) VCC ICQRc UBEQ
可见，该电路与前相似，静态工作点稳定—— 与温度基本无关。 实际上，其稳定静态工作点的过程与前述电路 亦相同——通过发射极电阻的“负反馈”实现。
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。
§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。
《模拟电子技术》课件第6章 集成运算放大电路
IE2
IE1Re1 Re2
VT Re2
ln
IE1 IE2
§6.2 电流源电路
IR R
IC1
T1
IE1 Re1
IB1 IB2
VCC
I C 2=IO
T2
IE2 Re2
当值足够大时
IR IC1 IE 1 IO IC2 IE 2
IO
IR
Re1 Re2
VT Re2
ln
IR IO
IO
IR
Re1 Re2
四、微电流源
R c + vo R c
VCC
Rs
+
vi1
T1 RL T2
Rs
+
vi2
Re
VEE
2、差模信号和共模信号的概念
vid = vi1 vi2 差模信号
vic
=
1 2
(vi1
vi2 )
共模信号
Avd
=
vod vid
差模电压增益
其中vod ——差模信号产生的输出
Avc
=
voc vic
共模电压增益
总输出电压
IE3
IC2
IC1
1
IC2
2
IC 1
2 IC1 β
IO
1
IR 2
2
2
IR
IC1
T1
R IB3
T3
IE3
IB1 IB2
V CC IO= IC2 = IC1
T2
IR R
IC1
IB3
T1 I B1
VCC
IO
T3
IE3 IC2
T2 IB2
三、比例电流源
模电课件53集成电路运算放大器
2021/4/11
(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。
11
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。
2021/4/11
5
3.运算放大器的符号和型号
(1)集成放大器的符号
按照国家标准符号如图5.15所示。
(a)
(b)
图5.15 模拟集成放大器的符号
(a) 国家标准符号 (b)原符号
2021/4/11
6
(2)集成运算放大器的型号命名
数字序号
(与世界上其它厂家同类型产品的序号相同。)
其它例如:集成功率放大器的型号命名 CD－－－－
2021/4/11
21
4.高输入阻抗型
用于测量设备及采样保持电路中。 例如： AD549
IIB 0.040p A
Rid 1013
CF155/255/355
IIB 30p A
Rid 1012
2021/4/11
22
5.低功耗型
用于空间技术和生物科学研究中，工作于较低 电压下，工作电流微弱。 例如：
用于精密仪表放大器，精密测试系统，精密
传感器信号变送器等。 例如：
OP177 VIO 4μ V
IIO 0.3nA
dVIO 0.03μ V/ C d IIO 1.5pA/C
dT
dT
CF714
VIO 30 ~ 60 μ V dVIO 0.3 ~ 0.5 μ V/ C dT
《集成运放》课件
集成运放的电路实现
集成运放的内部电路图包括差动放大器、级联放大器和输出放大器等部分。 集成运放的引脚及功能有正输入端、负输入端、输出端、电源引脚和参考电压引脚等。 在电路设计中，通过合理设计反馈电路，可以控制集成运放的放大倍数、频率响应和稳定性。
集成运放应用实例
比较器电路设计：使用集成运放实现信号的比较和判断，常用于开关控制和传感器应用。 运算放大器电路设计：集成运放作为核心部件，实现了模拟电路中的加法、减法、乘法和除法等基本运算。 滤波器电路设计：通过集成运放结合电容和电感等元件，实现对信号频率的选择性放大或抑制。
《集成运放》PPT课件
什么是集成运放
集成运放是一种高度集成的电子器件，集成了运算放大器功能的集成电路。 它在电子系统设计中起着重要的作用。
集成运放广泛应用于模拟电路、信号处理和测量领域，能够实现信号放大、 滤波、比较和运算等多种功能。
根据应用需求的不同，集成运放可以分为不同的类型，如低功耗运放、高速 运放和精密运放。
不同类型集成运放的区别：根据应用需求选择适合的类型，如低功耗、高速 或精密运放。
集成运放的性能等。
集成运放的应用注意事项：在设计中要注意信号电平、电源电压和负载特性 等因素的合理选取和匹配。
总结
集成运放具有优点和局限性。它提供了高度集成的运算放大器功能，简化了电路设计和制造工艺。 未来，集成运放的发展趋势是向更高性能、更低功耗和更小尺寸方向发展。 以上是本PPT课件的大纲，包含集成运放的基本概念、电路实现、应用实例、常见问题与解决方法以及选型及 应用注意事项。欢迎大家观看学习！
集成运放常见问题与解决方法
集成运放的电压偏移问题：通过调整电源电压、使用补偿电路或选择零漂较 小的运放来解决。
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。
集成运算放大器PPT课件
因虚断，i– = 0 所以 ii1+ ii2 = if
ui1 ii1 R11
– +
+
R2
R2= R11 // R12 // RF
+ uo
ui1 u ui2 u u uo
R11
R12
RF
– 因虚短, u–= u+= 0
若 R11 = R12 = R1
则：uo 若 R1 = RF
RF R1
ui 2
平衡电阻：
R21 // R22 = R1 // RF
uo
(1
RF R1
)( R22 R21 R22
ui1
R21 R21 R22
ui2 )
第23页/共45页
反相加法运算电路的特点：
1. 输入电阻低；
ui2
R12
RF
2. 3.
共模电压低； 当改变某一路输入电阻时，
ui1
R11 – +
+
ui
–
R2
– +
+
+ uo
–
由虚短及虚断性质可得
u+= u-= 0, i1 = if
i1
ui R1
if
CF
duC dt
ui R1
CF
duC dt
CF
duo dt
uo
1 R1CF
uidt
第27页/共45页
若输入信号电压为恒定直流量，即 ui= Ui 时，则
1
uo R1CF
Uidt
Ui R1C F
电压表的量程选为 50 V 是否有意义？
解：(1)
uo
=－
集成运算放大电路图
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图4.1.1 集成运放电路方框图
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图4.1.2 集成运放的符号和电压传输特性
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4.2 集成运放中的电流源电路
• 图4.2.1 镜像电流源 • 图4.2.2 比例电流源 • 图4.2.3 微电流源 • 图4.2.4 加射极输出器的电流源 • 图4.2.5 威尔逊电流源 • 图4.2.6 基于比例电流源的多路电流源 • 图4.2.7 多集电极管构成的多路电流源 • 图4.2.8 MOS管多路电流源 • 图4.2.9 F007中的电流源电路 • 图4.2.10 有源负载共射放大电路 • 图4.2.11 有源负载差分放大电路
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图4.2.1 镜像电流源
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图4.2.2 比例电流源
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图4.2.3 微电流源
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图4.2.4 加射极输出器的电流源
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图4.2.5 威尔逊电流源
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P178 图4.2.6 基于比例电流源的多路电流源
基准电压 = IR R + 0.7V + IR Reo
IR Reo = Ic1 Re1 = Ic2 Re2 = Ic3 Re3 返回
• 图4.4.1 集成运放低频等效电路 • 图4.4.2 简化的集成运放低频等效电路
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图4.4.1 集成运放低频等效电路
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图4.4.2 简化的集成运放低频等效电路
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4.5 集成运放的种类及选择
• 图4.5.1 两通道选通控制运放OPA676的原理示意图
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图4.5.1 两通道选通控制运放OPA676 的原理示意图
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4.6 集成运放的使用
• 图4.6.1 输入保护措施 • 图4.6.2 输出保护电路 • 图4.6.3 电源端保护 • 图4.6.4 提高输出电压的电路 • 图4.6.5 增大输出电流的措施
图4.1.1 集成运放电路方框图
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图4.1.2 集成运放的符号和电压传输特性
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4.2 集成运放中的电流源电路
• 图4.2.1 镜像电流源 • 图4.2.2 比例电流源 • 图4.2.3 微电流源 • 图4.2.4 加射极输出器的电流源 • 图4.2.5 威尔逊电流源 • 图4.2.6 基于比例电流源的多路电流源 • 图4.2.7 多集电极管构成的多路电流源 • 图4.2.8 MOS管多路电流源 • 图4.2.9 F007中的电流源电路 • 图4.2.10 有源负载共射放大电路 • 图4.2.11 有源负载差分放大电路
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图4.2.1 镜像电流源
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图4.2.2 比例电流源
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图4.2.3 微电流源
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图4.2.4 加射极输出器的电流源
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图4.2.5 威尔逊电流源
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P178 图4.2.6 基于比例电流源的多路电流源
基准电压 = IR R + 0.7V + IR Reo
IR Reo = Ic1 Re1 = Ic2 Re2 = Ic3 Re3 返回
• 图4.4.1 集成运放低频等效电路 • 图4.4.2 简化的集成运放低频等效电路
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图4.4.1 集成运放低频等效电路
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图4.4.2 简化的集成运放低频等效电路
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4.5 集成运放的种类及选择
• 图4.5.1 两通道选通控制运放OPA676的原理示意图
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图4.5.1 两通道选通控制运放OPA676 的原理示意图
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4.6 集成运放的使用
• 图4.6.1 输入保护措施 • 图4.6.2 输出保护电路 • 图4.6.3 电源端保护 • 图4.6.4 提高输出电压的电路 • 图4.6.5 增大输出电流的措施