集成运放大器的基础知识
集成运算放大器相关知识
集成运算放大器相关知识集成运算放大器(Operational Amplifier,简称Op Amp)是一种电子设备,可以放大输入信号并输出放大后的信号。
它在电子电路中广泛应用,是现代电子技术的重要组成部分。
本文将介绍集成运算放大器的基本原理、特性和应用。
一、基本原理集成运算放大器是由多个晶体管和其他电子元件组成的集成电路芯片。
它的核心部分是差分放大器,由输入级、中间级和输出级组成。
差分放大器能够将输入信号放大并进行相位反转,使得放大后的信号与输入信号之间具有特定的幅度和相位关系。
集成运算放大器具有两个输入端和一个输出端。
其中,一个输入端称为非反相输入端(+),另一个输入端称为反相输入端(-)。
通过调节输入端的电压,可以控制输出端的电压。
当输入端的电压差为零时,输出端的电压为零;当输入端的电压差增大时,输出端的电压也相应增大。
二、特性1. 增益:集成运算放大器具有很高的增益。
通常情况下,它的增益可达几万甚至几十万倍。
这使得它能够将微弱的输入信号放大到足够大的幅度,以便进行后续处理或驱动其他设备。
2. 输入阻抗:集成运算放大器的输入阻抗很大,通常为几兆欧姆。
这意味着它可以接受来自外部电路的信号而对其产生很小的影响,从而保持信号的稳定性。
3. 输出阻抗:集成运算放大器的输出阻抗很小,通常为几十欧姆。
这意味着它能够提供足够大的输出电流,以驱动其他负载电路。
4. 带宽:集成运算放大器的带宽是指它能够放大的频率范围。
一般来说,带宽越大,放大器能够处理的高频信号越多。
常见的集成运算放大器的带宽在几百千赫至几百兆赫之间。
5. 偏置电压:集成运算放大器的输入端存在一个偏置电压。
当输入信号为零时,输出信号也不为零,而是存在一个偏置电压。
这是由于集成运算放大器内部元件的不匹配造成的。
三、应用1. 模拟电路:集成运算放大器常用于模拟电路中,如滤波器、放大器、振荡器等。
它可以对信号进行放大、滤波、调制等处理,使得信号能够适应不同的应用场景。
集成运算放大器的基础知识-图解
取R11=10.0KΩ( E96 系列),则R12=42KΩ, 取R12=42.2 KΩ;
LED1选为BT111-X(红)发光二极管,其最大电流为= IFM 20mA,正向
电压为 UFM
=1.9V,取工作电流为 IF1
=12mA,则
R14=
VCC UF1 (131.9)V 9.5K Ω,取R14=10KΩ。VZ为2.5V的稳压管。
数为无穷大。
图6-5 理想集成放大器的 图形符号
6.1.2理想集成运放
2理想集成运放工作特性
U O(sat ) uo
O
uI
非线性区
U O(sat ) 非线性区
线性区
实际集成运放
uo U O(sat )
O
uI
U O(sat )
理想集成运放
图6-6 集成运放的电压传输特性
6.1.2理想集成运放
6.2.1集成运算放大器的线性应用
1.比例运算
2) 同相输入
如图6-8所示。输入信号经电阻送到同相输入端。 由“虚短”、“虚断”性质可知:
i1
ui R1
if
uo ui Rf
i f ii
ui uo ui
Ri
Rf
∴输出电压与输入电压uo同 (1相 R,R1f )u且i 成比例(,6故-5称)为同相比例运算。
IF1
12mA
3 元器件的选定及工作原理:
3)欠压警报单元:
A2为欠压检查电路,基准电平也为 UT1 =2.5V,当电池电压低于10V时,
U R21 <2.5V时比较器A2输出低电平,LED2发光。当 比较器A2输出高电平,LED2截止。
U R21
>2.5V时
LED2选为BT111-X(绿)发光二极管,其最大电流为 IFM =20mA,正向电
运放基础知识
三、 单片集成电压比较器
比较器。这些比较器的阈 *四、 窗口比较器
值是固定的,有的只有一 个阈值,有的具有两个阈
*五、 比较器的应用
值。
一、 单门限比较器
只有一个门限的 比较器
(1)过零比较器和单门限电压比较器
•过零电压比较 器是典型的幅 度比较电路。
•其电路图和传
输特性曲线如
(a)
图所示。
(b)
时间相等,斜率绝对值
也相等,故vo为三角波。
图14.11 三角波发生器的波形
32开4...在输振v出o荡1=峰周-值V期Z后:,电容C
当C始1使T放0/A2VVR电1oZ的4 md,tVvP2o略V按RRo大m12线V于性Z零上时升,,
如Tvo此1从4周RV-4o而CVmZV复V跳oZm始变,为4RRR产+12R4 R2V生V1CZZ振, 降荡。vo的上升时间和下
(3)、
I1
U R1
Ui R1
( 5)、 AUf
Uo Ui
1 Rf R1
Uo
(1
Rf R1
)U i
结论:闭环增益AUf只取决于Rf和R1 ;
而与运放本身无关。
同相比例运算电路(特例)
电路:
Rf =0
R1 =
R2 Ui
∞ Uo
当 Rf =0 ; R1 = 时:上式中的电地求出
T
2Rf C
ln(1
2R2 R1
)
图14.08 方波发生器波形图
(2)占空比可调的矩形波电路
显然为了改变输出方波的占空比,应改变电容 器C的充电和放电时 间常数。占空比可调 的矩形波电路见图14.09。
C充电时,充电电流
集成运放基础知识
集成运放基础知识
一、集成运放有四部分组成:1、输入级,2、中间级,3、输出级,4、偏置电路。
电压传输特性,
在线性区时,Uo=F(U+ - U-),其中F查阅每个片子的相关资料,一般工作在放大区时,要求输入间的差值不能太大,输出最大电压为Uom。
在非线性区,输出为Uom或者为-Uom。
二、运放的频率响应
由于放大电路中偶合电容的存在,会使频率比较低的信号通不过,造成输出影响。
由于半导体级间电容的存在,会使高频率的信号减小,造成输出影响,所以在选择运放时候,一定要知道输入信号的频率,是否在运放工作的频率范围内。
三、运放的反馈
反馈有正反馈和负反馈,正反馈使净输入量增加,负反馈使净输入量减小。
一定要注意反馈是影响净输入量的。
同时还要利用运放的公式,进行判断是正反馈还是负反馈。
一般运放电路中常常引用负反馈,这可以稳定放大倍数,。
集成运算放大器的基本运算电路要点
• 集成运算放大器概述 • 集成运算放大器的线性应用 • 集成运算放大器的非线性应用 • 集成运算放大器的实际应用 • 集成运算放大器的选择与使用注意事项
目录
Part
01
集成运算放大器概述
定义与特点
定义
集成运算放大器是一种高放大倍 数的多级直接耦合放大电路,主 要用于信号的电压放大。
积分器的应用场景
积分器电路广泛应用于信号处理、控制系统、测量仪器等领域,用于实现信号的平滑处理 和时间常数提取等功能。
微分器电路
01
微分器电路的工作原 理
微分器电路是集成运算放大器的一种 非线性应用,用于将输入信号进行微 分运算。微分器电路由运算放大器和 RC电路组成,通过正反馈实现微分功 能。
02
03
比较器的应用场景
比较器电路广泛应用于各种电子设备和系统中,如自动控制系统、信号
处理、测量仪器等。
积分器电路
积分器电路的工作原理
积分器电路是集成运算放大器的一种非线性应用,用于将输入信号进行积分运算。积分器 电路由运算放大器和RC电路组成,通过负反馈实现积分功能。
积分器的输入与输出关系
积分器的输出信号与输入信号的时间积分成正比,即输出信号的幅度随着时间的增加而增 加。
同相输入电路
STEP 01
STEP 02
STEP 03
输出电压与输入电压的增 益由反馈电阻决定。
输出电压与输入电压的相 位相同。
输出电压与输入电压成正 比关系。
加法器电路
可以将多个输入信号 相加。
可以通过改变反馈电 阻实现比例系数调整。
输出电压等于所有输 入信号的电压之和。
减法器电路
集成运算放大器的基础知识图解课件
选择合适的集成运算放大器
01
02
03
04
根据应用需求选择合适的类型 和规格。
考虑集成运算放大器的性能参 数,如带宽增益积、精度、噪
声等。
考虑集成运算放大器的功耗和 散热性能。
考虑集成运算放大器的封装形 式和引脚排列,以便于电路设
计和连接。
05 集成运算放大器的常见应 用电路
反相比例运算电路
总结词
02 集成运算放大器的基本结 构与工作原理
差分输入级
差分输入级是集成运算放大器 的核心部分,负责将差分输入 信号转换为单端输出信号。
它通常由两个对称的晶体管组 成,能够有效地抑制温漂和减 小噪声干扰。
差分输入级的作用是提高放大 器的输入电阻和共模抑制比, 从而提高信号的信噪比。
电压放大级
电压放大级是集成运算放大器中 用于放大输入信号的级,通常由
微分电路
总结词
微分电路是一种将输入信号进行微分运算的 电路,通常用于测量变化快速的物理量。
详细描述
在微分电路中,输入信号通过电阻R1和电 容C加到集成运算放大器的反相输入端,输 出信号通过反馈电阻RF反馈到反相输入端 。由于电容C的充电和放电过程,输出信号 与输入信号的时间导数成正比,从而实现微 分运算。微分电路常用于测量流量、振动等 变化快速的物理量。
06 集成运算放大器的使用注 意事项与故障排除
使用注意事项
避免电源电压过高或过低
集成运算放大器的正常工作电压范围 有限,过高或过低的电压可能导致器 件损坏。
输入信号幅度控制
输入信号幅度过大可能导致集成运算 放大器过载,影响性能甚至损坏器件 。
避免直流偏置
直流偏置可能导致集成运算放大器性 能下降,甚至无法正常工作。
电子技术基础—集成运算放大器
电子技术基础一集成运算放大器一、集成运算放大器简介集成运算放大器是具有高的开环放大倍数和深度负反馈的直接耦合放大器,运算放大器可以完成加减、微积分、乘除等运算,所以称为运算放大器。
二、集成运算放大器的基本电路集成运算放大器内部的多极基本放大电路由四部分组成(图1-2-9):输入极、中间极、输出极和偏置电路。
其中:输入极:是决定集成运算放大器性能关键的一级,要求它的零点漂移少,输入电阻高,所以都采用差分放大电路。
中间极:是将输入极输出的信号电压加以放大,一般是由共发射极放大电路构成。
输出极:输出级直接与负载相连,所以这一级要求有足够的电压放大幅度和输出功率,满足负载的需要。
同时要求输出电阻小,带负载能力强。
一般由互补对称电路或射极输出器组成。
偏置电路的作用是为上述三个级电路提供稳定和合适的偏置电流,确定各级的静态工作点。
作为集成电路,虽然其内部结构相当复杂,但其外部电路并不复杂,学习时,要重点掌握它的引脚定义性能参数和应用方法。
三、运算放大器的基本特性和符号C1741集成运算放大器外形如图1-2-10所示。
图1-2∙10a)是金属圆形封装;图1-2∙10b)是塑料双列直插式封装。
这种运算放大器通过7个管脚与外电路相接。
图中各管脚的定义和作用如下:相输入端,由此端接输入信号,则输出信号与输入信号是反相的;管脚3为同相输入端,由此端接输入信号,则输出信号与输入信号是同相的;管脚4为负电源端,接负IOV稳压电源;管脚5为正电源端,接正IOV稳压电源;管脚6为输出端:管脚1和管脚5为外接调零电位器(通常为IokQ)的两个端子;管脚8为空脚。
在分析运算放大器时,为便于分析和计算,将它视作理想运算放大器,理想运算放大器的特点如下:(1)差模放大倍数AU极高,可视为无穷大(Aud∙÷g)°(2)共模放大倍数非常低,可视为0,因而共模抑制比Kow可视为无穷大(KcMR÷00)θ(3)输入电阻n相当大,可视为无穷大,因而不取输入信号的电流亿,1,玲8)。
第一章 集成运放放大器基础
五、高压型
性能特点: 输出电压动态范围大,电源电压高, 功耗大。
六、大功率型
性能特点:可提供较高的输出电压较大的输出电 流,负载上可得到较大的输出功率。
1.2
集成运放的主要技术指标
集成运算放大器的符号
反相输入端
+
同相输入端
A
输 出 端
一、开环差模电压增益 Aod
一般用对数表示,定义为
Aod 20 lg Δ UO Δ U- Δ U
RF R1
uI
差模输入 电阻
电压放大倍数
uI uI
Rif = 2R1
三种比例运算电路之比较
反相输入 电 路 组 成 同相输入 差分输入
要求 R2 = R1 // RF
Auf uO uI RF RI
要求 R2 = R1 // RF
Auf uO uI 1 RF RI
定义:
U IO
d U IO dT
一般运放为 每度 10 ~ 20 V; 高质量运放低于每度 0.5 V 以下;
四、输入失调电流 IIO
定义: 当输出电压等于零时,两个输入端偏置电流 之差,即
I IO I B 1 I B 2
一般运放为 几十 ~ 一百纳安;高质量的低于 1 nA。
积分和微分电路
积分电路
由于“虚地”,u = 0,故 uO = uC 由于“虚断”,iI = iC ,故
uI = iIR = iCR
1 C 1 RC
R R
uO 得: u C
i
C
dt u C (0 )
u dt u
I
C
(0 )
τ = RC
集成运算放大器的主要知识点
-
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建立时间:这是指运放达到稳定输出所需的时间。建立时间对于需要快
集成运算放大器的主要知识点
压摆率:这是指运放在大信号输入时的最大 输出电压变化率。压摆率决定了运放在大信 号应用中的性能
输入阻抗:这是指运放在输入端的电阻抗。 输入阻抗通常很高,可以与传感器等低阻抗 电路直接连接
电源抑制比:这是指运放在电源电压变化时 保持稳定性能的能力。电源抑制比越高,电 源电压变化对运放性能的影响越小
放大级:这一级通常包含一个或多个放大器,用于将差分输入级的微小 。放大级的输出是整个运放的输出信号
集成运算放器的主要知识点
以上就是集成运算放大器的主要知识点。理解和掌握这些知识点有助于深 电子元件的性能和应用 除了上述提到的知识点,集成运算放大器还有一些重要的特性需要理解
频率响应:这是指运放在不同频率下的增益和相位响应。运放的频率响 部电路的RC时间常数决定
集成运算放大器的主要知识点
目录
集成运算放大器的主要知识点
集成运算放大器(通常简称为运放)是一种集成电路,它包含三个基本组成 级、放大级和输出级。以下是对这些组成部分的详细解释
差分输入级:这是运放的两个输入端,通常称为"非反向输入端"(同 反向输入端"(反相输入端)。这两个输入端之间的电压差异是运放的
失调电压漂移:这是指运放在温度变化时失
最大功耗:这是指运放 功耗。超过这个功耗可 降
共模抑制比:这是指运 的共模干扰抑制能力。 放在存在共模干扰时性
集成运算放大器的应用基础知识讲解
Auf
uo ui
RF R1
if RF
当 RF R1 时,uo ui , 即 Auf 1 ,该电路就成了反
ui R1 i1 Rp
Δ
∞
- +
uo
相器。
+
图中电阻 Rp 称为平衡 电 阻, 通 常取 Rp R1 // RF , 以
保证其输入端的电阻平衡,从
而提高差动电路的对称性。
图示电路既能提高输入电阻,也能满足一定放大倍数的要求。 根据运放工作在线性区的虚短和虚断两条分析依据,可以推出 图4-2所示电路的闭环电压放大倍数为:
R2
R1
R1
∞
-
R3
A1 +
Δ Δ
R2
∞
-
ui1
+
uo1
R4
A2 +
uo
ui1
+
解:电路由第一级的同相比例运算电路和第二级的减法运
算电路级联而成。
uo1
1
R2 R1
ui1
uo
R1 R2
uo1
1
R1 R2
ui2
R1 R2
1
R2 R1
ui1
1
R1 R2
ui2
1
R1 R2
ui2
ui1
图6.1 集成运放的传输特性
• 理想运放工作在非线性区时,由于 rid=ric=∞,而输入电压总是有限值,所以不 论输入电压是差模信号还是共模信号,两个 输入端的电流均为无穷小,即仍满足“虚断” 条件:
• i+=i-≈0
• 为使运放工作在非线性区,一般使运放 工作在开环状态,也可外加正反馈。
集成运放电路基础知识
一、通用型集成运放(Operational Amplifier)的组成 1. 模拟集成电路的特点
1) 直接耦合: 采用差分电路形式,元件相对误差小;
2) 大电阻用恒流源代替,大电容外接; 3) 二极管用三极管代替(B、C 极接在一起); 4) 高增益、高输入电阻、低输出电阻。
2. 组成方框图
8)最大共模输入电压 UICM 共模输入 U IC 过大,K CMR下降 9) 最大输出电压幅度 UOPP CF741 为 13 V
输出级为 OCL 电路
一般比电源电压小一个 UCE(sat) 如电源电压 15 V,U OPP 为 13 14 V
五、集成运放使用注意事项
1. 集成运放的封装和引脚排列 封装形式: 金属圆形、双列直插式、扁平式 封装材料: 陶瓷、金属、塑料 例: 塑封双列直插式(DIP)CF741
u+ < u –时, uo= –UOmax
四、集成电路器件命名及主要性能指标 1. 国标 GB-3430-82 对集成电路的规定
第一部分
第二部分
字母 符号国标
符 号
意义
字母 器件类型
符 号
意义
第三 部分 数字 品种
第四部分
字母 工作条件
符 号
意义
第五部分
字母 封装
符 号
意义
C中 国 制 造
T H E C F
几十欧 几百欧 6) 共模抑制比 KCMR
KCMR 20lg Aud (dB) > 80 dB Auc
7) 最大差模输入电压 UIdM 当 UId 过大时,反偏的 PN 结可能因反压过大而被击穿。
NPN 管
UIdM = 5 V
横向 PNP 管 UIdM = 30 V
第1章 集成运放的基础知识分解
电压增益为
Au d
=
uo1 us1
-
uo2 us2
=
uo1 us1
= Au
若是单端输出时,该电路的电压增益将减半:
电压增益为
Au
= uo1 ui1
= - β(Rc // RL ) rbe
RL是放大器的负载电阻。
集成电路原理及应用 西南民族大学电气信息工程学院
5
2020年10月9日星期五
单管共射放大器的源电压增益为
差动放大器在差动输入时,其跨导与单管时相同
gm
=
qIc kT
由此,可得到差动放大器电压增益的近似式为
Aud - gm (roe // Rc )
在室温情况下,可进一步近似为 Aud -20Io1(roe // Rc ) -40Ic (roe // Rc )
上式中,Io1为差动放大器的恒流源电流。 显然,放大器电压增益是与其工作电流成正比。
2020年10月9日星期五
计算可得,差动放大器的输入失调电压Uos为:
Uos
=
U B E1
- UBE2
=
U
T
(
Is
Is
Rc
Rc
b b2
)
上式的三项分别对应于上述三项因素,一般情况下,
b b2
很小,可忽略。 式中第一项可用相等射极电流
时 VT1、VT2的UBE之差
U
0 B
E
表示:
Uos
UБайду номын сангаас
0 B
E
UT
①VT1、VT2的UBE相同时,它 们的射极电流不相等。是由于
VT1、VT2的反向饱和电流Is1、
Is2不匹配的结果。
集成运放大器的基础知识
课题集成运放大器的基础知识所属章节第三章:集成运算放大器教学目的1、了解集成运放的组成的符号2、掌握理想运放的两个重要结论教学重点1、运算放大器的组成2、运算放大器的电路符号3、运算放大器的主要参数4、理想运算放大器教学方法讲授法、多媒体课件教学课题引入集成运算放大器最早应用于模拟计算机中,如完成加法、减法等数学运算。
而今主要有来完成信号的产生、转换、处理等,集成运算放大器已得到广泛应用。
授课内容一、集成运算放大器的组成及符号集成运算放大器实质上是一种双端输入、单端输出,具有高增益,高输入阻抗、低输出阻抗的多极直接耦合放大电路。
1、电路组成集成运放内部组成框图如图所示。
①输入级输入级又称前置级,它往往是一个双端输入的高性能差分放大电路。
一般要求其输入电阻高,差模放大倍数大,抑制共模信号的能力强,静态电流小。
②中间级中间级是整个放大电路的主要放大电路。
其作用是使集成运放具有较强的放大能力,多采用共射(或共源)放大电路。
而且为了提高电压放大倍数,经常采用复合管做放大管,以恒流源作集电极负载。
其电压放大倍数可达千倍以上。
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。
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。
与分授课内容立元件不同,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。
2、电路符号旧标准新标准二、集成运放的主要参数1、开环差模电压放大倍数Avd在集成运放无外加反馈时的直流差模放大倍数称为开环差模电压放大倍数。
2、共模抑制比KCMR共模抑制比等于差模放大倍数与共模放大倍数之比的绝对值,3、差模输入电阻R id集成运放在输入差模信号时的输入电阻。
4、输出电阻Ro集成运放开环状态下的输出电阻。
5、输入失调电压vIO理想集成运放,当输入为零时,输出也为零。
集成运放的基础知识.
器的输入失调电压。
2018年11月9日星期五
集成电路原理及应用
能源工程学院
10
对差动放大器,当差动输出电压为零时,应有
Uo = Uo1 - Uo2 = Ic1 Rc1 - Ic2 Rc2 = 0
引起差动放大器输出电压 不平衡的因素有三个 :
①VT1、VT2的UBE相同时,它 们的射极电流不相等。是由 于VT1、VT2的反向饱和电流 Is1、Is2不匹配的结果。
rbe
利用三极管恒流源来
代替集电极负载电阻。
图1-1-13 有源集电极 负载放大器
能源工程学院 25
2018年11月9日星期五
集成电路原理及应用
2. 有源负载差动放大电路 VT3、VT4组成镜像恒流源。 它们的集电极电位均可以浮 动,所以Ic3、Ic4均可变化, 但始终保持相等。 常由VT4集电极输出,rCE4 作为差动放大器的负载, 由于rCE4很高,所以差动放 大器增益也很高。
引起Ios的原因是: ①晶体管的b不对称,使基极注入电流产生偏差; ②集电极负载电阻不对称,引起输出电压偏差。
为使这些偏差等于零,差分对管 的基极注入电流将发生偏差。
2018年11月9日星期五 集成电路原理及应用 能源工程学院 13
Δβ ΔRc Ios的表示式为 I os = I B ( ) β Rc
Io = Ir
b1≈b2
1 2 1 b1 (1 b 3 )
• 与基本电路相比,此处b 的 变化对Io的影响要小得多。
2018年11月9日星期五 集成电路原理及应用
图1-1-10 减小β对Io 影响的恒流源
22
能源工程学院
(2)Io与Ir不同比例的恒流源 当VT1、VT2中电流是同 数量级时,其UBE可认为 近似相等,故有(假设三 极管的b足够大):
集成运算放大器的基本知识优秀文档
程度上也反映了温飘的大小。
3. 输入失调电压温飘 U IO
它的定义是:
UIO
dUIO dT
表示失调电压在规定工作范围内的温度系数,是衡量运放
问票的重要指标。一般运放为梅毒10-20 V。这个指标往往比
失调电压更为重要。
4. 输入失调电流 I IO
通常由四个部分组成,集即成输入运级、放中的间级输、输入出级级和对偏置他电的路,许如右多图性所示能: 指标,诸如输入电阻、共模 输入电压、差模输入电压和共模抑制比等,起着决定性的作用,因 此是提高集成运放质量的关键。
为了充分利用集成电路内部元件参数匹配较好、易于补偿的优 点,输入级大都采用差分放大电路的形式。
Aod 是指运放在无外加反馈的情况下的直流差模增益,一般用对数
表示,单位为分贝。它的定义为:
Aod20lgUU O U
开环差模增益是决定运放精度的重要因素,理想情况下希望其为 无穷大。事实上一般为100dB左右,高质量的运放可达140dB以 上。
2. 输入失调电压 U IO
它的定义是,为了是输出的电压为零,再输入端所需要加的
事实上一般为100dB左右,高质量的运放可达140dB以上。 一般集成运放的差模输入电阻为几兆欧。
. 输入级 从为原了理 充上分讲利2,用集集成成运电放路的内内部部元实件质参是数一匹个配具较有好高、放易大于倍补数偿的的多优级点直,接输耦入合级放大大都电采路用。差分放大电路的形式。
转换速率是指在额定负载条件下,输入一个大幅度的阶跃信号时,输出电压的最大变化率。
输入失调电流的定义是当输入电压等于零的时候,两个输入端偏置电流之差,即: 它是衡量差分对管输入电流绝对值大小的指标,它的值主要取决于运放输入级的静态级电极电流及输入级放大管的 值。
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课题集成运放大器的基础知识所属章节第三章:集成运算放大器
教学目的1、了解集成运放的组成的符号
2、掌握理想运放的两个重要结论
教学重点1、运算放大器的组成
2、运算放大器的电路符号
3、运算放大器的主要参数
4、理想运算放大器
教学方法讲授法、多媒体课件教学
课题引入
集成运算放大器最早应用于模拟计算机中,如完成加法、减法等数学运算。
而今主要有来完成信号的产生、转换、处理等,集成运算放大器已得到广泛应用。
授课内容
一、集成运算放大器的组成及符号
集成运算放大器实质上是一种双端输入、单端输出,具有高增益,高输入阻抗、低输出阻抗的多极直接耦合放大电路。
1、电路组成
集成运放内部组成框图如图所示。
①输入级
输入级又称前置级,它往往是一个双端输入的高性能差分放大电路。
一般要求其输入电阻高,差模放大倍数大,抑制共模信号的能力强,静态电流小。
②中间级
中间级是整个放大电路的主要放大电路。
其作用是使集成运放具有较强的放大能力,多采用共射(或共源)放大电路。
而且为了提高电压放大倍数,经常采用复合管做放大管,以恒流源作集电极负载。
其电压放大倍数可达千倍以上。
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。
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
授课内容立元件不同,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。
2、电路符号
旧标准新标准
二、集成运放的主要参数
1、开环差模电压放大倍数Avd
在集成运放无外加反馈时的直流差模放大倍数称为开环差模电压放大倍数。
2、共模抑制比K CMR
共模抑制比等于差模放大倍数与共模放大倍数之比的绝对值,
3、差模输入电阻R id
集成运放在输入差模信号时的输入电阻。
4、输出电阻Ro
集成运放开环状态下的输出电阻。
5、输入失调电压v IO
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v IO表示。
6、输入失调电流I
IO
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I IO表示,
三、理想集成运算放大器
理想运算放大器的条件:
1、开环差模增益(放大倍数)A vd=∞;
2、差模输入电阻R
id
=∞;
3、输出电阻Ro=0;
4、共模抑制比K CMR=∞;
两条重要结论:
①理想集成运放两输入端的净输入电压等于零。
即
v i =v
N
-v
P
=0
v N =v
P,
通常称为“虚短”。
②理想集成运放的两输入端电流均为零。
即
i N -i
P
=0,通常称为“虚断” 。
课堂练习1、集成运放电路是一种高增益的放大器,它的内部电。