模拟电路集成运放及其基本应用PPT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。
第2章 集成运放及其基本应用PPT课件
电压放大倍数是最常被研究和测试的参数
5
2、输入电阻和输出电阻
从输入端看进去的 等效电阻
Ri
Ui Ii
输入电压与 输入电流有 效值之比。
Ro
Uo' Uo Uo
(Uo' Uo
1)RL
RL
将输出等效成 有内阻的电压 源，内阻就是 输出电阻。
空载时输出 电压有效值
带RL时的输出电 压有效值
6
3. 通频带
两个 输入端
一个 输出端
9
集成运放的内部组成：
集成运算放大器即为高增益直接耦合放大器，其内部组成如 下图所示：
集成运放的电路符号
输出
同相输入
反相输入
10
1、差分（动）放大电路的概念
集成运放的输入部分是差分放大电路，集成运放也可看成 高性能的差分放大电路。ui来自放大 uo电路
ui1 ui2
差分放大
电路
uo
差分放大电路有二个输入端和一个输出端。在差动放大电 路的两个输入端分别输入大小相等、极性相反的信号，即 ui1 = -ui2=uid/2，这种输入方式称为差模输入。两信号的差值称 为差模信号，用uid表示，uid为两输入端输入信号之差，即
uid = ui1 –ui2
11
若两输入端分别输入大小相等、极性相同的信号，即 ui1 = ui2=uic，这种输入方式称为共模输入，两信号的算 术平均值称为共模信号，用uic表示。uic为：
uic = (ui1 ＋ui2) /2
若ui1 ≠ ui2，这种输入方式称为比较输入， ui1、ui2可分 解为一对共模信号及一对差模信号。即：
u id u i1 u i 2
u ic
u i1
模拟电路集成运算放大电路(m).ppt
T 17
R6
R 7
Rp
T15 T18
T21
T24
+VCC
7
T 14
R9 +V O
R10 6
T20
T23
4
-V EE
输入级 偏置电路 中间级 输出级
分析：
1. 偏置电路：
T12、R5和T11构成了主偏置电路，产生基准电流：
I REF
VCC
(VEE ) UBE12 R5
U BE11
其他偏置电流都与基准电流有关。
+∞
A －
+
uo 输出端
V
国际符号：
u- － u－+ ＋
集成运放的特点：
•电压增益高
uo •输入电阻大
•输出电阻小
三. 集成电路特点
（1）集成电路中的元器件是在相同的工艺条件下做出的， 邻近的器件具有良好的对称性， 而且受环境温度和干扰的 影响后的变化也相同， 因而特别有利于实现需要对称结构 的电路。
（2）一般采用直接耦合方式
（3）常采用具有补偿特性的差动放大电路，抑制温漂
（4）三极管（或场效应管）代替电容、电阻和二极管。
集成工艺制造的电阻、 电容数值范围有一定的限制。集成电路中 的电阻是使用半导体材料的体电阻制成的， 因而很难制造大的电阻， 其阻值一般在几十欧姆到几十千欧姆之间; 集成电路中的电容是用 PN结的结电容作的。
4.低功耗型
要求其功耗为微瓦数量级。电流几十微安，电源电压在 几伏以下。 典型产品有CA3078、mPC253、ICL7641等。
5. 大功率型
大功率型集成运放的电源电压为正负几十伏，输出电流 几十安培，输出功率为几十瓦左右。 典 型 产 品 有 LH0021 、 MCEL165 、 HA2645 、 LM143 、 ICH8515等。
集成运放与其应用PPT课件
在非线性区内，(u+ - u-)可能很大，即 u+ ≠u-。 “虚地”不存在
2. 理想运放的输入电流等于零
i i 0
P
N
运放工作在非线性区条件：电路开环或引入正反馈
第7页/共35页
一般来说运放没有引入负反馈工作在线性区的范围
将很小。
实际运放 Aod ≠∞ ，当 u+ 与 u-差值很小时，仍有
Aod (u+ - u- )，运放工作在线性区。 uO 例如：F007 的 UoM = ±
-( RF R1
uI1
RF R2
uI2
RF R3
uI3 )
R R1 // R2 // R3 // RF
当 R1 = R2 = R3 = R 时，
uO
-
RF R1
(uI1
uI2
uI3 )
第19页/共35页
2 同相求和运算电路
由于“虚断”，i = 0，所以：
uI1 - u uI2 - u uI3 - u u
2
(1
2
2 2
1
105
)
2
M
2
105
M
第18页/共35页
6.2.2 加减运算电路
一、求和运算电路。
1. 反相求和运算电路
由于“虚断”，i- = 0 所以：i1 + i2 + i3 = iF
又因“虚地”，u- = 0
所以： uI1 uI2 uI3 - uO
R1 R2 R3
RF
图 7.2.7
uO
uO1
-( RF1 R1
uI1
RF1 R3
uI3 )
-(0.2uI1
1.3uI3 )
模拟电子技术教学课件-集成运算放大器的应用全
4.1.8 有有源源滤波低器通——滤常用波的器有源滤波器
通频带内的电压放大倍数：
电路的传输函数：
当电路频率为
性能良好的低通滤波器通带内的幅频 特性曲线比较平坦，阻带内的电压放 大倍数基本为0。其幅频特性如:
2021/7/25
通带
阻带
0
ω0
4.1.8 有有源源滤波高器通——滤常用波的器有源滤波器
根据“虚短”可得：
0
t
式中的RFC1为电路的时间常数
2021/7/25
微分电路举例
已知微分运算电路的输入量, ui =-sin ωtV，求 uo 。
ui
0
t
uo
2021/7/25
0
t
90°
4.1.7 积分运算电路 V－= V+= “地”电位“0”
V－
因为
V+
所以
将i1代入uo表达式：
实现了输出对输入的积分。式中的R1CF为电路的时间常数。
cc 4.集成运放能处理________。
a.交流信号 b.直流信号 c.交流信号和直流信号
5.由理想运放构成的线性应用电路，其电路放大倍数与运放本
b 身的参数________。 b a.有关 b.无关 c.有无关系不确定
2021/7/25
2021/7/25
4.1.8 有源滤波器
滤波器的概念
使有用频率信号通过而 同时抑制或衰减无用频 率信号的的电子装置。
由虚断可得： 数值代入后整理可得： 通频带内的电压放大倍数：
2021/7/25
4.1.8 有有源源滤波高器通——滤常用波的器有源滤波器
通频带内的电压放大倍数： 传输函数为：
电路的特性频率为： 当输入信号的频率f等于通带截止频率f0时：
模电 25第七章集成运放概述PPT课件
另 外 为 了 保 护 741在 负 反 馈 应 用 时 的 稳 定 性 ， 在 3
T 16 基 极 和 T 17集 电 极 之 间 接 了 内 补 偿 电 容 ， 由 于
米 勒 效 20.应 08.， 2023 00p F的 电 容 起 到 了 一 个 大 模电电 课容 件的 补 偿 作 用 。 ① 引 脚 和 ⑤ 引 脚 外 接 调 零 电 位 器 。
R1
uo
uo ui1
u ui2
-VEE
uo
ui2
20.08.2020
模电课件
uo
VCC
VCC
uo
4
2．集成运放的封装 （a）金属圆壳封装
（b）双列直插封装
20.08.2020
（c）扁平陶瓷封装
模电课件
5
2．集成运放的组成框图 3从输出原级理：上一看般，为集互补成推运挽放射实级际跟上随器是，具以有提高高放集大成运倍放数负的 载多能级力直，接常还耦含合有放保大护电电路路。，其内部电路一般由输入级、 4输偏置出电级路、：中由间电级流源和电偏路置组电成路，等为各四级个放基大本器部设分置合组适成的
E
B
T13
CA CB
T13A
CA
CB
T13等效电路
8
二．典型集成运放电路741。
3．输出级：T23 构成以T13 B 为
有源负载的射随器作为输出级
的推动级，为消除交叉失真，
在 T23 射级I电C8路中接有T19 , T18 , R8 ， 作为I C 1T14 , T26 的甲乙IC类2 偏置I 电C 9 路I m， T14 ,T26 为互补推挽射级输出器。
载 ， T8为 偏 置 电 流 源 ， 该 输 入 级 特 点 ：
T 16 基 极 和 T 17集 电 极 之 间 接 了 内 补 偿 电 容 ， 由 于
米 勒 效 20.应 08.， 2023 00p F的 电 容 起 到 了 一 个 大 模电电 课容 件的 补 偿 作 用 。 ① 引 脚 和 ⑤ 引 脚 外 接 调 零 电 位 器 。
R1
uo
uo ui1
u ui2
-VEE
uo
ui2
20.08.2020
模电课件
uo
VCC
VCC
uo
4
2．集成运放的封装 （a）金属圆壳封装
（b）双列直插封装
20.08.2020
（c）扁平陶瓷封装
模电课件
5
2．集成运放的组成框图 3从输出原级理：上一看般，为集互补成推运挽放射实级际跟上随器是，具以有提高高放集大成运倍放数负的 载多能级力直，接常还耦含合有放保大护电电路路。，其内部电路一般由输入级、 4输偏置出电级路、：中由间电级流源和电偏路置组电成路，等为各四级个放基大本器部设分置合组适成的
E
B
T13
CA CB
T13A
CA
CB
T13等效电路
8
二．典型集成运放电路741。
3．输出级：T23 构成以T13 B 为
有源负载的射随器作为输出级
的推动级，为消除交叉失真，
在 T23 射级I电C8路中接有T19 , T18 , R8 ， 作为I C 1T14 , T26 的甲乙IC类2 偏置I 电C 9 路I m， T14 ,T26 为互补推挽射级输出器。
载 ， T8为 偏 置 电 流 源 ， 该 输 入 级 特 点 ：
集成运算放大器及其基本应用电路PPT课件
三运放电路
ui1 +
A+
–
ui2
A+ +
uo1
R
R1
a
RW b
R
R1
uo2
第21页/共48页
R2
–
uo
A+
+
R2
ui1 +
A+
–
ui2
A+ +
虚短路：
uo1
ua ui1 ub ui2
R 虚开路：
a
uo1 uo2 ua ub
RW
2R RW RW
b
ui1 ui2
R
RW
uo2 uo2 uo1
第3页/共48页
5. 传输特性（差放特性） (1)静态
vID=0 ； vO=0
零入零出
v0 v0H 正向饱和区
(2)放大区 （线性区）窄！
0
vP－v N
线性应用
VOL/AVD<VID<VOH/AVD
(3)限幅区
负向饱和区 v0L
线性区
VOH 正向饱和
vo= VOL 负向饱和
非线性应用
第4页/共48页
(2) 全功率带宽BWP
。 定义: 是在额定负载和全功率输出（Vom）时最大不失真频率
dvO (t) dt
max ω Vom
ω Vom SR
第29页/共48页
ω SR /Vom
BWP
SR
2π Vom
4.1.1 集成运放的主要直流和低频参数 (自学)
4.1.1.1 输入失调电压VIO
集成运放输出直流电压为零时，两输入端之间所加的补偿电压称为输入失调电 压VIO
模电 第四章 集成运放PPT课件
使IC1 与IR 可以保持很好 的镜像关系。
+ V cc
IR
IC 0 T0
R IB 2
IB 0 R e2
T2 IE 2
IB 1 IR e2
IC 1 T1
图 4 .5 微 电 流 源
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6
5. 威尔逊电流源
VBE1=VBE0
T0
IB1 = IB0
IC 0
IC 2IE 2IC= 1IC 0IR IR
VBEVT
lnIIES
(1)
V BE =V 0BE I1 ER 1 e1（ 2 ）
IR
IC 0 T0
+ V cc R IB 0 + IB 1 IC 1
IB 0 IB 1 R e1
T1 IE 1
IE1Re1
VTln
IE0
IE
1
此式是关于IC1的超越
方程
图4
，但
.
5微
IE1
电
流源
VT Re1
ln
IE0 IE1
IE1Re1
IE0Re0
VT
ln
IE0 IE1
IE0Re0
I R E0 e0
VTln
IE0 IE1
IC1 与 IR 成 比 例 变 化 。
图 4.4 比 例 电 流 源
I E1
Re0 Re1
I
E0
IC1R Ree01IR
(2)
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4
3. 微电流源
VBE
IE ISe VT
4.1 集成运算放大电路概述 4.2 集成运放中的电流源电路
内容简介
4.3 集成运放电路简介 4.4 集成运放的性能指标及低频等效电路
+ V cc
IR
IC 0 T0
R IB 2
IB 0 R e2
T2 IE 2
IB 1 IR e2
IC 1 T1
图 4 .5 微 电 流 源
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6
5. 威尔逊电流源
VBE1=VBE0
T0
IB1 = IB0
IC 0
IC 2IE 2IC= 1IC 0IR IR
VBEVT
lnIIES
(1)
V BE =V 0BE I1 ER 1 e1（ 2 ）
IR
IC 0 T0
+ V cc R IB 0 + IB 1 IC 1
IB 0 IB 1 R e1
T1 IE 1
IE1Re1
VTln
IE0
IE
1
此式是关于IC1的超越
方程
图4
，但
.
5微
IE1
电
流源
VT Re1
ln
IE0 IE1
IE1Re1
IE0Re0
VT
ln
IE0 IE1
IE0Re0
I R E0 e0
VTln
IE0 IE1
IC1 与 IR 成 比 例 变 化 。
图 4.4 比 例 电 流 源
I E1
Re0 Re1
I
E0
IC1R Ree01IR
(2)
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4
3. 微电流源
VBE
IE ISe VT
4.1 集成运算放大电路概述 4.2 集成运放中的电流源电路
内容简介
4.3 集成运放电路简介 4.4 集成运放的性能指标及低频等效电路
第一章集成运放及应用1PPT课件
（1）电压放大倍数为:
Auu=UO/UI（重点）
（2）电流放大倍数为:
Aii=IO/II
（3）互阻放大倍数为:
Aui=UO/II
（4）互导放大倍数为:
Aiu=IO/UI
17
二、输入电阻Ri
18
从放大电路输入端看进去的等效内阻。
US ~
Ii
Ui
Au
电
子
IS
RS
系 统
Ri=Ui / Ii
有
Vi
Ri Rs
-0.050598 -0.034729 -0.0094299 0.010254 0.012878
4
每隔两万分之一 秒取一个值(采样)
4
1.1 信号
A. 正弦信号
v(t)V m si n 0t ()
2
T
0
0 2f
电信号的时域 与频域表示
5
T
=
=
f
Vm
时域
O
Vm
t
频域
Vm
O
5
1.1 信号
Ri
Vs
有
Ii
Rs Rs Ri
Is
电流源
要想减小电压衰减，则希望…？ Ri Rs 理想 Ri
要想减小电流分流，则希望…？ Ri Rs
理想 Ri 0
18
三、输出电阻 Ro
19
从放大电路输出端看进去的等效内阻。
输入端正弦电压 U i ，分别测量空载和输出端接负载
RL
的U输o出电RUo压oRURLLo
频域
Vs
2Vs
Vs
2Vs
2Vs
O
周期信号
离散频率函数 6
集成运算放大器的基本应用(ⅰ) 模拟运算电路【PPT课件】
测Ui2
测Uo
用积分电路将方波转换为三角波
积分波形
四、预习要求
1．复习教材中有关集成运放的线性应用部分。 2．拟定实验任务所要求的各个运算电路,列出各电 路的运算表达式。
3．拟定每项实验任务的测试步骤,选定输入测试信 号的类型(直流或交流)、幅度和频率范围。
4．拟定实验中所需仪器和元件。 5.设计记录实验数据所需的表格。
2. 在积分电路中,如R1＝100KΩ, C＝4.7μF,求 时间常数。
假设Ui＝0.5V,问要使输出电压UO达到5V,需多长时间 (设uC(o)＝0)？
3. 为了不损坏集成块,实验中应注意什么问题？
七、实验报告要求
1.整理实验数据,画出波形图(注意波形间的相 位关系)。
2.将理论计算结果和实测数据相比较,分析产生 误差的原因。
集成运算放大器的基本应用集成运算放大器的基本应用模拟运算电路模拟运算电路11研究由集成运算放大器组成的比研究由集成运算放大器组成的比例例加法加法减法和积分等基本运算电路减法和积分等基本运算电路的功能的功能
集成运算放大器的基本应用(Ⅰ)
─ 模拟运算电路 ─
刘永刚
一、实验目的
1、研究由集成运算放大器组成的比 例、加法、减法和积分等基本运算电路 的功能。
五、注意事项
1.为了提高运算精度,首先应对输出直流电位进行调 零,即保证在零输入时运放输出为零。
2.输入信号采用交流或直流均可,但在选取信号的频 率和幅度时,应考虑运放的频率响应和输出幅度的限 制。
3.为防止出现自激振荡,应用示波器监视输出电压波 形。
六、思考题
1. 若输入信号与集成运放的同相端相连,当信 号正向增大时,运放的输出是正还是负？若输入信号 与运放的反相端相连,当信号负向增大时,运放的输 出是正还是负？
模电第三部分 集成运算放大电路PPT课件
1、具有恒流源的差分放大电路 2、高输入阻抗的差分放大电路 3、带有负反馈的差分放大电路
# 阅读资料明确改 进的原因和电路的 分析方法。
第三讲 集成运算放大电路
集成运放是一种高增益的直接耦合放大器；是模拟集成电路中发 展最早应用最广泛电路。经常用于模拟信号的处理和产生电路之中， 因其性能高价格低，基本上取代了分立元件放大电路。
VCC
－ R
VBE
只要参考电流IR恒定，IO就恒定
2、比例电流源
由电路可得 UBE1 +IE1Re1= UBE2+IE2Re2
由PN结电流方程可得 UUBBEE1≈－UUTIBnE2=IIEUS TInIIEE12
IE2Re2=
IE1Re1
+UTIn
IE1 IE2
IC2=
Re1 Re2
IR
+
UT In Re2
一、集成运放电路概述 1、电路特点
① 采用直接耦合方式。
② 利用对称结构改善电路性能。
③ 常用有源器件代替无源器件。
2、电路结构及功能
集成运放种类很多，电路也不尽相同，但从电路的组成结 构看，任何一个运放都由输入级、中间级、输出级和偏置电路 四部分组成。
输入级
中间级 偏置电路
输出级
二、集成运放电路读图
第三部分 集成运算放大电路
一、集成运放中的电流源 二、差分放大电路 三、集成运算放大电路
第一讲 集成运放中的电流源
能够输出恒定电流的电路称为电流源电路。电流源电路在集成 电路中作为偏置电路和有源负载为各级放大电路提供所需的偏流和提 高放大倍数。
一、基本电流源电路
1、镜像电流源 图中T1和R构成T2的偏置电路， 为T2提供偏流IR，T2的集电极 电流为输出电流IO
# 阅读资料明确改 进的原因和电路的 分析方法。
第三讲 集成运算放大电路
集成运放是一种高增益的直接耦合放大器；是模拟集成电路中发 展最早应用最广泛电路。经常用于模拟信号的处理和产生电路之中， 因其性能高价格低，基本上取代了分立元件放大电路。
VCC
－ R
VBE
只要参考电流IR恒定，IO就恒定
2、比例电流源
由电路可得 UBE1 +IE1Re1= UBE2+IE2Re2
由PN结电流方程可得 UUBBEE1≈－UUTIBnE2=IIEUS TInIIEE12
IE2Re2=
IE1Re1
+UTIn
IE1 IE2
IC2=
Re1 Re2
IR
+
UT In Re2
一、集成运放电路概述 1、电路特点
① 采用直接耦合方式。
② 利用对称结构改善电路性能。
③ 常用有源器件代替无源器件。
2、电路结构及功能
集成运放种类很多，电路也不尽相同，但从电路的组成结 构看，任何一个运放都由输入级、中间级、输出级和偏置电路 四部分组成。
输入级
中间级 偏置电路
输出级
二、集成运放电路读图
第三部分 集成运算放大电路
一、集成运放中的电流源 二、差分放大电路 三、集成运算放大电路
第一讲 集成运放中的电流源
能够输出恒定电流的电路称为电流源电路。电流源电路在集成 电路中作为偏置电路和有源负载为各级放大电路提供所需的偏流和提 高放大倍数。
一、基本电流源电路
1、镜像电流源 图中T1和R构成T2的偏置电路， 为T2提供偏流IR，T2的集电极 电流为输出电流IO
集成运算放大器(模拟电子)技术基础知识教育学习课件PPT65页
中间级 — 多采用有源负载的共射、 共源放大器 。 要求： 高增益
输出级 — 由源极或射极跟随器组成， 提供一定的电压和电流变化。 要求: 零输入时零输出、低输出抗阻、高效 率 偏置电路、有源负载 — 由恒流源组成 另外还有：
电平位移电路 — 使输入端对地电压为零时 输出对地电压也为零
§1.2 电流源电路
§1.2 电流源电路
上述电路可推广得到多路电流源
IC2
IC3
IC4
1(1
1(1
5)
5)
4
I
r
参考电流 Ir = (Ucc-2Ube) / Rr
§1.2 电流源电路
三.比例电流源
——若要IO≠IR，但与 IR成一定比例时 可采用此电路
IC2
R1 R2
Ir
其中
Ir
UCC U BE1 Rr R1
§1.3 输入级 －差动放大电路
此时流过T1管的电流：iC1=IC1+IC 流过T2管的电流：iC2=IC2-IC
则 流过REE的电流不变，仍为静态电流IEE, 静态电压为REEIEE而不产生差模信号电压。
所以，对差模信号而言，REE可视为短路 又: 在差模输入时，两管输出端电位一端升
另一端降。且，升的量等于降的量 所以，双端输出时, RL的中点电位为
① 作为偏置 为各级提供稳定的直流偏置 ② 作为有源负载 用于提高放大器的增益
一.晶体管电流源电路
从晶体管的输出特性看，当IB一定，VCE有较 大变化时，IC几乎不变,但晶体管须工作在放大区
1.静态工作点的求法
§1.2 电流源电路
2.T的等效输出电阻
Ro rce(1
R3 )
rbe RB R3
输出级 — 由源极或射极跟随器组成， 提供一定的电压和电流变化。 要求: 零输入时零输出、低输出抗阻、高效 率 偏置电路、有源负载 — 由恒流源组成 另外还有：
电平位移电路 — 使输入端对地电压为零时 输出对地电压也为零
§1.2 电流源电路
§1.2 电流源电路
上述电路可推广得到多路电流源
IC2
IC3
IC4
1(1
1(1
5)
5)
4
I
r
参考电流 Ir = (Ucc-2Ube) / Rr
§1.2 电流源电路
三.比例电流源
——若要IO≠IR，但与 IR成一定比例时 可采用此电路
IC2
R1 R2
Ir
其中
Ir
UCC U BE1 Rr R1
§1.3 输入级 －差动放大电路
此时流过T1管的电流：iC1=IC1+IC 流过T2管的电流：iC2=IC2-IC
则 流过REE的电流不变，仍为静态电流IEE, 静态电压为REEIEE而不产生差模信号电压。
所以，对差模信号而言，REE可视为短路 又: 在差模输入时，两管输出端电位一端升
另一端降。且，升的量等于降的量 所以，双端输出时, RL的中点电位为
① 作为偏置 为各级提供稳定的直流偏置 ② 作为有源负载 用于提高放大器的增益
一.晶体管电流源电路
从晶体管的输出特性看，当IB一定，VCE有较 大变化时，IC几乎不变,但晶体管须工作在放大区
1.静态工作点的求法
§1.2 电流源电路
2.T的等效输出电阻
Ro rce(1
R3 )
rbe RB R3
第16章集成运算放大器及其应用PPT课件
T3
– T2
T4
T9 T12
反相 输入 C
R5
T13
R7 T18
R8
T7
T5
T6 T10
R1
R3 R2
R4
T16 T16
T11
T19
R11
R12
+VCC
T14
T15
输出
R9
u R10
O
T20
-VEE
2. 集成运放 741的电路原理图
5
3. 集成运算放大器的符号
第16章 16
信号传 输方向
反相
u 输入端 – ui
u 同相
输入端 +
理实想际运放开环 电压放大倍数
A
输出端
uo
6
16.1.4 理想运算放大器及其分析依据
1. 运算放大器的电压传输特性
uo= f ( ui ) , 其中 ui = u+ – u– ui
uO
uO
+
– + uo
UOM
UOM
–Uim 0 Uim
ui
0
ui
–UOM 实际运放
–UOM
理想运放
7
+
i1
RRF2
i2 + RRF3
)
i3
16
2. 同相加法运算电路
ＲF
Ｒ1
ui1 ui2 ui3
Ｒ21 Ｒ22 Ｒ23
Ｒ
uo
u u u u O
=
1+
RRF1 R
i1
R21
+
i2
R22
+
i3
R23
– T2
T4
T9 T12
反相 输入 C
R5
T13
R7 T18
R8
T7
T5
T6 T10
R1
R3 R2
R4
T16 T16
T11
T19
R11
R12
+VCC
T14
T15
输出
R9
u R10
O
T20
-VEE
2. 集成运放 741的电路原理图
5
3. 集成运算放大器的符号
第16章 16
信号传 输方向
反相
u 输入端 – ui
u 同相
输入端 +
理实想际运放开环 电压放大倍数
A
输出端
uo
6
16.1.4 理想运算放大器及其分析依据
1. 运算放大器的电压传输特性
uo= f ( ui ) , 其中 ui = u+ – u– ui
uO
uO
+
– + uo
UOM
UOM
–Uim 0 Uim
ui
0
ui
–UOM 实际运放
–UOM
理想运放
7
+
i1
RRF2
i2 + RRF3
)
i3
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2. 同相加法运算电路
ＲF
Ｒ1
ui1 ui2 ui3
Ｒ21 Ｒ22 Ｒ23
Ｒ
uo
u u u u O
=
1+
RRF1 R
i1
R21
+
i2
R22
+
i3
R23
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§2.1 放大的概念与放大电路的性 能指标
一、放大的概念 二、放大电路的性能指标
4
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一、放大的概念
至少一路直流电源
VCC
供电，是能源
输入信号为零时为静态。
u放大的对象：变化量 常用正弦波做测试信号
u放大的本质：能量的控制，利用有源元件实现
u放大的特征：功率放大
能够控制能量的元件
反馈：将放大电路的输出量通过一定的方式引回到输入回路来 影响输入量，称为反馈。 正、负反馈：若反馈的结果使输出量的变化增大，则称为正反 馈；若反馈的结果使输出量的变化减小，则称为负反馈。
18
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（2）工作在线性区的特点
由于uO为有限值，Aod＝∞，因而净输入电压uP－uN＝0，即 uP＝uN ——虚短路
Ai
Io Ii
Aui
=
Uo Ii
A iu
Io U i
电压放大倍数是最常被研究和测试的参数
6
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2. 输入电阻和输出电阻
从输入端看进去的 等效电阻
Ri
Ui Ii
输入电压与 输入电流有 效值之比。
Ro
Uo' Uo Uo
(Uo' Uo
1)RL
RL
将输出等效 成有内阻的电 压源，内阻就 是输出电阻。
➢ 共模信号：若差分放大电路的两个输入端所输入的信号 大小相等、极性相同，则称之为共模信号。
➢ 差模信号：若差分放大电路的两个输入端所输入的信号 大小相等、极性相反，则称之为差模信号。
➢ 对差分放大电路的要求：放大差模信号、抑制共模信号
2. 典型差分放大电路方框图
uI1
uO1 典型的差分放大电路有两个
4、最大不失真输出电压Uom：交流有效值。
Pom
U
2 om
RL
Pom PV
5、最大输出功率和效率：功率放大电路的主要指标参数8 。
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§2.2 集成运算放大电路
一、差分放大电路的概念 二、集成运放的符号及电压传输特性 三、理想运放及其动态等效电路
9
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一、差分放大电路的概念
1. 共模信号和差模信号
理想运放的参数特点：
差模输入电阻rid为∞、输出电阻ro为0、开环差模增益Aod为 ∞(Aod≥80dB)、共模抑制比KCMR为∞、频带无限宽、温度对参 数无影响。
理想集成运放对动 态信号的等效电路
问题：
若将输入信号直接加在理想运放的输入端，则理想运放有
可能工作在线性区吗？
Aod为∞，运放工作在非线性区
（2）加共模信号时
uIc
差分
放大电路
差分放大电路具有理想 对称性，温度变化所引起 RL uO 晶体管参数的变化可等效 为共模信号输入。
11
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3. 差分放大电路的放大倍数
差模放大倍数 共模放大倍数 共模抑制比
Ad
uOd uId
Ac
uOc uIc
K CMR
Ad Ac
绝对值 越大越好
绝对值 越小越好
1. 符号
极性相同
极性相反
不同型号的集成运放供电电源不同，有的两路电源供电，
有的一路电源供电，有的两种情况均可。缺省时认为是±VCC
（常为±15V ）供电。
14
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2、电压传输特性：输出电压与输入电压的函数关系
u O f(u I)f(u P u N )
线性区(放大区)
±UOM的值决 定于什么？VCC
16
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§2.3 理想运放组成的基本运算电路
一、概述 二、比例运算电路 三、加减运算电路 四、积分运算电路和微分运算电路
17
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一、概述
1.理想运放的线性工作区域
无源
uOAod (uPuN)
网络
有限值 无穷小 无穷大
（1）电路结构
为保证理想运放工作在线 性区，必须引入负反馈。
uO ↑→ uN↑→ uO ↓
模拟电子技术基础
Fundament成运放及其基本应用
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总体概述
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第二章 集成运放及其基本应用
§2.1 放大的概念与放大电路的性能指标 §2.2 集成运算放大电路 §2.3 理想运放组成的基本运算电路 §2.4 理想运放组成的电压比较器
空载时输出 电压有效值
带RL时的输出电 压有效值
7
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3、通频带
衡量放大电路对不同频率信号的放大能力。 由于电容、电感及半导体元件的电容效应，使放大电路在信 号频率较低和较高时电压放大倍数数值下降，并产生相移。
扩音机的 fL和 fH为多少？音频：20HZ-20KHZ
下限频率
fbwfHfL
上限频率
差分放大电路
输入端、两个输出端，它们均 不直接接地，这种电路形式称
uI2
uO2 为双端输入、双端输出接法10。
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（1）加差模信号时
uI/2
uI1
uI
差分放大电路
uO1
RL
uI2
uO2
差分放大电路的输入回路和输出回路均具有对称性，故输入
回路和输出回路的中点电位不变，即动态电位为0，即为“地”。
越大越好
为综合考察差分放大电路放大差模信号和抑制共模信号 的能力，引入参数—共模抑制比。
12
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4. 差分放大电路的四种接法
由于在实际应用场合为避免干扰输入信号源有接地 端，为负载安全负载常需有接地端，故差分放大电路 有四种接法，即双端输入双端输出、双端输入单端输 出、单端输入双端输出和单端输入单端输出。
双端输入、单端输出电路：
差分
RL uO
uId
放大电路
集成运放可等效为高性能的双端输入单端输出差分 放大电路。
13
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二、集成运放的符号及电压传输特性
➢ 集成运算放大电路因最初为实现信号的运算而得名。 ➢ 高性能：输入电阻很大、输出电阻很小、差模放大倍数很大、
共模放大倍数很小、频带很宽、受温度的影响很小……
uOAod (uPuN)
(斜率)开环差模增 益高达几十万倍
非线性区( 饱和区)
输出不是高电平+UOM就是低电平-UOM
若±UOM= ±14V，Aod=105，则为保证集成运放工作在线性区 输入信号的范围为多少？|uP-uN|<140uV P166页例6.2.115
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三、理想运放及其动态等效电路
u放大的基本要求：不失真——放大的前提
判断电路能否放大的基本出发点 5 信息技术学院
二、性能指标：研究的是动态性能。
对信号而言，任何放大电路均可看成二端口网络。
输出电流 输入电流
信号源 内阻
信号源
输入电压
输出电压
1. 放大倍数：输出量与输入量之比
互阻放大倍数 互导放大倍数
Au u
Au
Uo Ui
Aii
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§2.1 放大的概念与放大电路的性 能指标
一、放大的概念 二、放大电路的性能指标
4
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一、放大的概念
至少一路直流电源
VCC
供电，是能源
输入信号为零时为静态。
u放大的对象：变化量 常用正弦波做测试信号
u放大的本质：能量的控制，利用有源元件实现
u放大的特征：功率放大
能够控制能量的元件
反馈：将放大电路的输出量通过一定的方式引回到输入回路来 影响输入量，称为反馈。 正、负反馈：若反馈的结果使输出量的变化增大，则称为正反 馈；若反馈的结果使输出量的变化减小，则称为负反馈。
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（2）工作在线性区的特点
由于uO为有限值，Aod＝∞，因而净输入电压uP－uN＝0，即 uP＝uN ——虚短路
Ai
Io Ii
Aui
=
Uo Ii
A iu
Io U i
电压放大倍数是最常被研究和测试的参数
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2. 输入电阻和输出电阻
从输入端看进去的 等效电阻
Ri
Ui Ii
输入电压与 输入电流有 效值之比。
Ro
Uo' Uo Uo
(Uo' Uo
1)RL
RL
将输出等效 成有内阻的电 压源，内阻就 是输出电阻。
➢ 共模信号：若差分放大电路的两个输入端所输入的信号 大小相等、极性相同，则称之为共模信号。
➢ 差模信号：若差分放大电路的两个输入端所输入的信号 大小相等、极性相反，则称之为差模信号。
➢ 对差分放大电路的要求：放大差模信号、抑制共模信号
2. 典型差分放大电路方框图
uI1
uO1 典型的差分放大电路有两个
4、最大不失真输出电压Uom：交流有效值。
Pom
U
2 om
RL
Pom PV
5、最大输出功率和效率：功率放大电路的主要指标参数8 。
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§2.2 集成运算放大电路
一、差分放大电路的概念 二、集成运放的符号及电压传输特性 三、理想运放及其动态等效电路
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一、差分放大电路的概念
1. 共模信号和差模信号
理想运放的参数特点：
差模输入电阻rid为∞、输出电阻ro为0、开环差模增益Aod为 ∞(Aod≥80dB)、共模抑制比KCMR为∞、频带无限宽、温度对参 数无影响。
理想集成运放对动 态信号的等效电路
问题：
若将输入信号直接加在理想运放的输入端，则理想运放有
可能工作在线性区吗？
Aod为∞，运放工作在非线性区
（2）加共模信号时
uIc
差分
放大电路
差分放大电路具有理想 对称性，温度变化所引起 RL uO 晶体管参数的变化可等效 为共模信号输入。
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3. 差分放大电路的放大倍数
差模放大倍数 共模放大倍数 共模抑制比
Ad
uOd uId
Ac
uOc uIc
K CMR
Ad Ac
绝对值 越大越好
绝对值 越小越好
1. 符号
极性相同
极性相反
不同型号的集成运放供电电源不同，有的两路电源供电，
有的一路电源供电，有的两种情况均可。缺省时认为是±VCC
（常为±15V ）供电。
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2、电压传输特性：输出电压与输入电压的函数关系
u O f(u I)f(u P u N )
线性区(放大区)
±UOM的值决 定于什么？VCC
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§2.3 理想运放组成的基本运算电路
一、概述 二、比例运算电路 三、加减运算电路 四、积分运算电路和微分运算电路
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一、概述
1.理想运放的线性工作区域
无源
uOAod (uPuN)
网络
有限值 无穷小 无穷大
（1）电路结构
为保证理想运放工作在线 性区，必须引入负反馈。
uO ↑→ uN↑→ uO ↓
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第二章 集成运放及其基本应用
§2.1 放大的概念与放大电路的性能指标 §2.2 集成运算放大电路 §2.3 理想运放组成的基本运算电路 §2.4 理想运放组成的电压比较器
空载时输出 电压有效值
带RL时的输出电 压有效值
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3、通频带
衡量放大电路对不同频率信号的放大能力。 由于电容、电感及半导体元件的电容效应，使放大电路在信 号频率较低和较高时电压放大倍数数值下降，并产生相移。
扩音机的 fL和 fH为多少？音频：20HZ-20KHZ
下限频率
fbwfHfL
上限频率
差分放大电路
输入端、两个输出端，它们均 不直接接地，这种电路形式称
uI2
uO2 为双端输入、双端输出接法10。
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（1）加差模信号时
uI/2
uI1
uI
差分放大电路
uO1
RL
uI2
uO2
差分放大电路的输入回路和输出回路均具有对称性，故输入
回路和输出回路的中点电位不变，即动态电位为0，即为“地”。
越大越好
为综合考察差分放大电路放大差模信号和抑制共模信号 的能力，引入参数—共模抑制比。
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4. 差分放大电路的四种接法
由于在实际应用场合为避免干扰输入信号源有接地 端，为负载安全负载常需有接地端，故差分放大电路 有四种接法，即双端输入双端输出、双端输入单端输 出、单端输入双端输出和单端输入单端输出。
双端输入、单端输出电路：
差分
RL uO
uId
放大电路
集成运放可等效为高性能的双端输入单端输出差分 放大电路。
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二、集成运放的符号及电压传输特性
➢ 集成运算放大电路因最初为实现信号的运算而得名。 ➢ 高性能：输入电阻很大、输出电阻很小、差模放大倍数很大、
共模放大倍数很小、频带很宽、受温度的影响很小……
uOAod (uPuN)
(斜率)开环差模增 益高达几十万倍
非线性区( 饱和区)
输出不是高电平+UOM就是低电平-UOM
若±UOM= ±14V，Aod=105，则为保证集成运放工作在线性区 输入信号的范围为多少？|uP-uN|<140uV P166页例6.2.115
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三、理想运放及其动态等效电路
u放大的基本要求：不失真——放大的前提
判断电路能否放大的基本出发点 5 信息技术学院
二、性能指标：研究的是动态性能。
对信号而言，任何放大电路均可看成二端口网络。
输出电流 输入电流
信号源 内阻
信号源
输入电压
输出电压
1. 放大倍数：输出量与输入量之比
互阻放大倍数 互导放大倍数
Au u
Au
Uo Ui
Aii