集成运算放大器PPT课件
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《j集成运算放大器》课件
音频信号处理
集成运算放大器可以用于音频信号的采样，将模拟信号转换为数字信号，便于数字音频处理和存储。
音频信号采样
模拟信号比较
集成运算放大器可以将模拟信号与参考电压进行比较，用于模拟电路中的比较器和触发器等电路。
模拟信号放大
集成运算放大器能够将微弱的模拟信号放大，用于驱动仪表、传感器等设备，提高测量精度和稳定性。
详细描述
总结词
共模抑制比是衡量集成运算放大器抑制共模干扰能力的重要参数。
总结词
共模抑制比表示运算放大器对共模信号的抑制能力，通常用分贝（dB）表示。高共模抑制比的运算放大器在抑制共模干扰方面性能更佳。
详细描述
集成运算放大器的选择与使用
根据应用需求，选择具有适当带宽、增益、精度和功耗的集成运算放大益是集成运算放大器最重要的参数之一，它表示输出电压与输入电压的比值。
总结词
电压增益反映了运算放大器对信号的放大能力，通常用分贝（dB）或倍数表示。一般来说，电压增益越高，放大器的性能越好。
详细描述
总结词
输入电阻和输出电阻是衡量集成运算放大器信号源和负载匹配程度的参数。
模拟信号滤波
集成运算放大器可以用于模拟信号的滤波，滤除噪声和干扰，提高信号的纯净度。
集成运算放大器能够将传感器输出的微弱信号放大，便于后续的信号处理和测量。
传感器信号放大
传感器信号线性化
传感器信号滤波
集成运算放大器可以将传感器输出的非线性信号线性化，提高测量精度和可靠性。
集成运算放大器可以用于传感器信号的滤波，滤除噪声和干扰，提高信号的可靠性和稳定性。
性能参数
考虑电路板空间限制，选择适合的封装和尺寸，以满足系统小型化的要求。
封装与尺寸
在满足性能要求的前提下，选择性价比高的产品。
集成运算放大器可以用于音频信号的采样，将模拟信号转换为数字信号，便于数字音频处理和存储。
音频信号采样
模拟信号比较
集成运算放大器可以将模拟信号与参考电压进行比较，用于模拟电路中的比较器和触发器等电路。
模拟信号放大
集成运算放大器能够将微弱的模拟信号放大，用于驱动仪表、传感器等设备，提高测量精度和稳定性。
详细描述
总结词
共模抑制比是衡量集成运算放大器抑制共模干扰能力的重要参数。
总结词
共模抑制比表示运算放大器对共模信号的抑制能力，通常用分贝（dB）表示。高共模抑制比的运算放大器在抑制共模干扰方面性能更佳。
详细描述
集成运算放大器的选择与使用
根据应用需求，选择具有适当带宽、增益、精度和功耗的集成运算放大益是集成运算放大器最重要的参数之一，它表示输出电压与输入电压的比值。
总结词
电压增益反映了运算放大器对信号的放大能力，通常用分贝（dB）或倍数表示。一般来说，电压增益越高，放大器的性能越好。
详细描述
总结词
输入电阻和输出电阻是衡量集成运算放大器信号源和负载匹配程度的参数。
模拟信号滤波
集成运算放大器可以用于模拟信号的滤波，滤除噪声和干扰，提高信号的纯净度。
集成运算放大器能够将传感器输出的微弱信号放大，便于后续的信号处理和测量。
传感器信号放大
传感器信号线性化
传感器信号滤波
集成运算放大器可以将传感器输出的非线性信号线性化，提高测量精度和可靠性。
集成运算放大器可以用于传感器信号的滤波，滤除噪声和干扰，提高信号的可靠性和稳定性。
性能参数
考虑电路板空间限制，选择适合的封装和尺寸，以满足系统小型化的要求。
封装与尺寸
在满足性能要求的前提下，选择性价比高的产品。
集成运算放大器的简单介绍PPT课件
RF 常用做测量分析方法1：
R如u–+如F则i1果则u+–：R取i：21uR1R=uoRo2R12R=RRu=F1+R–R3i2(R22u3/+i，/2=uRiR13u3=u+–i放=1uo)RoR大1F/电(/1R路F由RR由uuF1虚)虚R短断2uuR可Ri可i3112得RR得33：uRuuR：Roi1321uuuiRR2RiF1F1uRui11 )
–Uo(sat)
线性区： uo = Auo(u+– u–)
非线性区：
u+> u– 时， uo = +Uo(sat) u+< u– 时， uo = – Uo(sat)
第7页/共54页
3. 理想运放工作在线性区的特点
u– u+
i– i+
– +
∞ +
因为 uo = Auo(u+– u– ) uo 所以(1) 差模输入电压约等于 0
(1
RF R1
)
R3 R2 R3
ui 2
RF R1
ui1
第21页/共54页
16.2.4 积分运算电路
if =? if
i1 R1 + ui – R2
+uC– CF
– +
+
+
uO
–
由虚短及虚断性质可得
i1 = if
i1
ui R1
iF
CF
duC dt
当电容CF的初始电压 为 uC(t0) 时，则有
ui R1
第2页/共54页
信号传 输方向
实际运放开环
反相
+UCC 电压放大倍数
R如u–+如F则i1果则u+–：R取i：21uR1R=uoRo2R12R=RRu=F1+R–R3i2(R22u3/+i，/2=uRiR13u3=u+–i放=1uo)RoR大1F/电(/1R路F由RR由uuF1虚)虚R短断2uuR可Ri可i3112得RR得33：uRuuR：Roi1321uuuiRR2RiF1F1uRui11 )
–Uo(sat)
线性区： uo = Auo(u+– u–)
非线性区：
u+> u– 时， uo = +Uo(sat) u+< u– 时， uo = – Uo(sat)
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3. 理想运放工作在线性区的特点
u– u+
i– i+
– +
∞ +
因为 uo = Auo(u+– u– ) uo 所以(1) 差模输入电压约等于 0
(1
RF R1
)
R3 R2 R3
ui 2
RF R1
ui1
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16.2.4 积分运算电路
if =? if
i1 R1 + ui – R2
+uC– CF
– +
+
+
uO
–
由虚短及虚断性质可得
i1 = if
i1
ui R1
iF
CF
duC dt
当电容CF的初始电压 为 uC(t0) 时，则有
ui R1
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信号传 输方向
实际运放开环
反相
+UCC 电压放大倍数
集成运算放大电路教学课件PPT
Rc
Rb
VO1
VO2T1
Rb
+
+
Vi1
T1
Rw
1/2TR2 w
Vi2
2Re
－
Re
－ Ee
－
－ Ee
IB·Rb + VBE +（1+β）IB（1/2Rw+2·Re）= Ee
IBQ=
Ee－ VBE Rb +（1+β）（1/2Rw+2·Re）
VBQ=－IBQ·Rb
ICQ = β·IBQ
VCQ = EC－ ICQ·RC
读图就是对电路进行分析。读图可培养综合应用的能力；进一步 熟悉已知电路；认识和学习新电路。
1、读图的步骤与方法
① 化整为零
将整个电路分成若干个部分。零 越大越好，最小值为单级电路。
② 各个击破
弄清每部分电路的结构和性能，进一步 化整为零，弄清每个元件和电路的功能。
③ 统观整体
研究各部分之间的相互关系，理 解电路如何实现所具有的功能。
提高共模抑制比的主要 途径是增加Re的值。
三、差分放大电路的四种接法
1 、四种接法
双端输入——双端输出 双端输入——单端输出
单端输入——双端输出 单端输入——单端输出
注意
◆各种接法的实际应用
◆只要输出端形式相同，双端输入的结论全部适用 于单端输入。
◆电路的输入、输出电阻
Rid = 2
·Ri
= 2〔Rb+rbe+（1+β）
AC = －
β· （RC// RL）
Rb+rbe+（1+β）（
1 2
RW
+2 Re）
电子技术基础第五章集成运算放大器共61页PPT资料
1 RL
2 Rb rbe
RLRL||RC
如果从T2的集电极输出交流信号的话，输出电压信号与输入电 压信号同相。
A ud
uo u id
u cd2 - 2 u id2
1 RL
2 Rb rbe
RLRL||RC
2.2.2 求差模输入电阻 画求输入电阻的电路
Rid=2(Rb+rbe)
高输入阻抗型
广泛用于生物医学电信号测量的精密放大电 路、有源滤波器、取样-保持放大器、对数和反 对数放大器、模数和数模转换器。
例如：LF356、LF355、LF347 全MOSFET的CA3130 更小偏置电流的有AD515、LF0052
输入偏I置 B几~ 电 几流 p 十 A 差模输R 入 id（ 电 109~ 阻 10 12）
集成电路的工艺特点
（1）元器件具有良好的一致性和同向偏差，因而特别有利于实 现需要对称结构的电路。
（2）集成电路的芯片面积小，集成度高，所以功耗很小，在毫 瓦以下。
（3）不易制造大电阻。需要大电阻时，往往使用有源负载。
（4）只能制作几十pF以下的小电容。因此，集成放大器都采用 直接耦合方式。如需大电容，只能外接。
专用型集成电路运算放大器
为满足实际使用中对集成 运放性能的特殊要求，除性 能指标比较适中的通用型运 放外，发展了适应不同需要 的专用型集成运放。它们在 某些技术指标上比较突出。
根据运算放大器的技术指 标可以对其进行分类，主要 有通用、高输入阻抗、高精 度、高速、低功耗和高压型 等几种。
通用型 高输入阻抗型 高精度(低漂移型) 高速型和宽带型 低功耗型 高压型 功率型
高精度(低漂移型）
一般用于毫伏量级或更低的微弱信号的精密检
第06章集成运算放大器ppt
图6-10 输入保护电路
（2）输出保护
图 6-11 所示为输出端保护电路，限流电 阻 R 与稳压管 VZ构成限幅电路，它一方面将 负载与集成运放输出端隔离开来，限制了运 放的输出电流，另一方面也限制了输出电压 的幅值。当然，任何保护措施都是有限度的， 若将输出端直接接电源，则稳压管会损坏， 使电路的输出电阻大大提高，影响了电路的 性能。
图6-11 输出保护电路
（3）电源端保护
为防止电源极性接反，可利用二极管的
单向导电性，在电源端串接二极管来实现保
护，如图 6-12 所示。由图可见，若电源极性
接错，则二极管VD1、VD2不能导通，使电源
被断开。
图6-12 电源端保护源自二、 电路符号及基本连接2脚 —反向输入端， 3脚 —同向输入端， 4脚— 负电源端， 5 、 1间接调零电位器 6脚—输出端， 7脚 —正电源端，8脚—空脚（NC）。 使用时，先调零： 将V- 、 V+端同时接地（即令Ui=0），调RP ，使U0 =0， 使U0 =0后， RP不再变动， 这样，使用时，电路抑制共模信号的能力最强。 VNC
第六章
集成运算放大器
§6.1 集成运算放大器
§6.1.1 集成运算放大器的基本组成
集成运算放大器实质上是一个具有高 电压放大倍数的多级直接耦合放大电路。 从 20 世纪 60 年代发展至今已经历了四代产 品，类型和品种相当丰富，但在结构上基 本一致，其内部通常包含四个基本组成部 分：输入级、中间级、输出级以及偏置电 路，如图6-7所示。
R1
Rf R1
ui u i ii ui uo ui R2 Rf Auf 1 Rf R2
ui ui R2 ii if
uo
第11章集成运算放大器精品PPT课件
结论：反相输入端为 “虚地”。
注意 当反相输入端接地
R1
时, 因为存在负反馈信号, 同
相输入端 不是“虚地”！ui
R2
RF 第11章 11.1
uo
RF
uo
第11章 11.1
运放工作在线性工作状态的必要条件： 运放必须加上深度负反馈，如RF。
3.理想运放非线性工作的分析依据
“虚断路”原则
ii
ii
=
ui rid
(2) “虚短路”原则
ui = u+ – u-= —Au–ouo
–
ui
+ uo
+
对于理想运放 Auo ui 0
u– u+ 相当于两输入端之间（虚）短路
(3) “虚地”的概念
当同相输入端接地时，
ui
R1
由“虚断路”原则 ii = 0 , 有 u+= 0
R2
由“虚短路”原则 u_ u+ = 0
第11章 目录
第11章 集成运算放大器
11.1 运算放大器的简单介绍
11.3 运算放大器在信号运算方面的应用
11.4 运算放大器在信号处理方面的应用
11. 1 运算放大器的简单介绍
集成运放概述
第11章 111
集成运放是具有高开环电压放大倍数,并带有深度负反馈的 的直接耦合放大器。
1. 电路符号
反相 输入端
= 1 + RRF1 R2R+3R3 ui2
R3
uo = u'o + u"o = 1+ RRF1RR2+3R3ui2- RRF1 ui1
第11章 11.3
u o''
集成运算放大器PPT课件
2021/5/8
21
2. 串联负反馈和并联负反馈 根据反 馈信号在输入端与输入信号比较形式的不 同而定义。
①串联反馈：反馈信号与输入信号串 联，即反馈信号与输入信号以电压作比较。
②并联反馈：反馈信号与输入信号并联， 即反馈信号与输入信号以电流作比较。
2021/5/8
10
F007（5G24）外引线图
+15V
反相
VCC
输入端 2 7 A o
6
3
IN
OUT
同相
41 5
IN
VEE
俯视图
2021/5/8
输入端
-15V
接线图
1
输出端
11
7.1.2 集成运放的主要参数
• 输入失调电压 UIO； • 输入失调电流 IIO； • 输入偏置电流 IIB； • 开环差模电压放大倍数 Auo； • 最大差模输入电压 Uidmax； • 最大共模输入电压 Uicmax； • 最大输出电流Iomax； • 最大输出电压 Uomax； • 差模输入电阻 rid 和输出电阻ro。
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8
7.1.1 集成运放的组成
输入级
中间级
输出级
偏置电路
偏置电路的作用是为上述各级电路提供 稳定和合适的偏置电流，决定各级的静 态工作点，一般由各种恒流源电路构成。
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9
集成运放在电路中的图形符号
表示放大器
电压放大倍数
反相输入端
u－ u+
Au0
－＋ ＋
同相输入端
输出端
uo
• 输出信号满足 uoAuo(uu) ；
• “接地”与“虚地”。
2021/5/8
集成运算放大器精品PPT课件
图3.7 恒流源式差动放大电路的简化表示法
3.2 集成运算放大器
一、 集成运算放大器的基本组成和符号
集成运算放大器是一个具有高电压放大倍数的多级直 接耦合放大电路。
1．基本组成
图3.8 集成运放的基本组成部分
2．电路符号
图3.9 集成运算放大器的电路符号
二、集成运算放大器的主要性能指标
1.开环差模电压放大倍数Aud 2.输入失调电压UIO 3.输入偏置电流IIB 4.输入失调电流IIO 5.输入失调电压温漂ΔUIO/ΔT和输入失调电流温漂
图3.3 基本差动放大电路的交流通路
①差模信号和差模输入
若ui1、ui2大小相同、极性相反，即ui1= -ui2，称为差模
信号，记为uid。 其中uid=ui1－ui2
输入信号是差模信号的输入方式称差模输入。
差模输出uod=Au (ui1－ui2)=Au uid
表明差分放大电路可放大差模信号
②共模信号和共模输入
二、差动电路
1.电路结构与特点 特点: （1）由两个完全对称的共射 电路组合而成。同时要求参数 对称。 （2）电路采用正负双电源供 电。
图3.1 典型基本差动放大电路
2.工作分析
(1)静态分析
当ui1=ui2=0时，电路如图3.2所示。 ∵ IE1=IE2 ∴ UEE=UBE+2IE1Re
∴ IE1=(UEE－UBE)/2Re≈IC1
双端输入，双端输出； 单端输入，双端输出； 双端输入，单端输出； 单端输入，单端输出。
（2）性能特点比较
5、恒流源式差动放大电路 恒流源的内阻较大，可
以得到较好的共模抑制效 果，同时利用恒流源的恒 流特性给三极管提供更稳 定的静态偏置电流。如图 3.6所示。
3.2 集成运算放大器
一、 集成运算放大器的基本组成和符号
集成运算放大器是一个具有高电压放大倍数的多级直 接耦合放大电路。
1．基本组成
图3.8 集成运放的基本组成部分
2．电路符号
图3.9 集成运算放大器的电路符号
二、集成运算放大器的主要性能指标
1.开环差模电压放大倍数Aud 2.输入失调电压UIO 3.输入偏置电流IIB 4.输入失调电流IIO 5.输入失调电压温漂ΔUIO/ΔT和输入失调电流温漂
图3.3 基本差动放大电路的交流通路
①差模信号和差模输入
若ui1、ui2大小相同、极性相反，即ui1= -ui2，称为差模
信号，记为uid。 其中uid=ui1－ui2
输入信号是差模信号的输入方式称差模输入。
差模输出uod=Au (ui1－ui2)=Au uid
表明差分放大电路可放大差模信号
②共模信号和共模输入
二、差动电路
1.电路结构与特点 特点: （1）由两个完全对称的共射 电路组合而成。同时要求参数 对称。 （2）电路采用正负双电源供 电。
图3.1 典型基本差动放大电路
2.工作分析
(1)静态分析
当ui1=ui2=0时，电路如图3.2所示。 ∵ IE1=IE2 ∴ UEE=UBE+2IE1Re
∴ IE1=(UEE－UBE)/2Re≈IC1
双端输入，双端输出； 单端输入，双端输出； 双端输入，单端输出； 单端输入，单端输出。
（2）性能特点比较
5、恒流源式差动放大电路 恒流源的内阻较大，可
以得到较好的共模抑制效 果，同时利用恒流源的恒 流特性给三极管提供更稳 定的静态偏置电流。如图 3.6所示。
电工电子学_集成运算放大器(PPT77页)
2019/11/25
电工电子学B
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9. 1. 2 差动放大电路
1、电路组成
RB +
RC + uo – RC T1 RP T2
RB
+UCC +
ui1
RE
ui2
–
+–EE
–
RE的作用：稳定静态工作点，限制每个管子的漂移。 EE：用于补偿RE上的压降，以获得合适的工作点。 电位器 RP : 起调零作用。
反馈到输入
+
RB C1 +
RE
RL
uoRS
– es+–
+ ui
–
通过R+EUCC
将输出电压
反+馈C2到输入
+
RE
RL uo
–
2019/11/25
电工电子学B
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1. 反馈的定义
X i
A
X o
比较环节 基本放大电路
X i + X di
A
–
X f
F
反馈电路 (b) 带反馈
3. 输入失调电压 UIO 4. 输入失调电流 IIO 愈小愈好 5. 输入偏置电流 IIB 6. 共模输入电压范围 UICM 运放所能承受的共模输入电压最大值。超出此值， 运放的共模抑制性能下降，甚至造成器件损坏。
2019/11/25
电工电子学B
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2. 电压传输特性 uo= f (ui)
集成电路 是把整个电路的各个元件以及相互之 间的联接同时制造在一块半导体芯片上, 组成一个不 可分的整体。
集成电路特点：体积小、重量轻、功耗低、可 靠性高、价格低。
集成运算放大器的运用.pptx
度系数的热敏电阻RT,也可消除UT =kT/q引 起的温度漂移，实现温度稳定性良好的对数
运算关系。
第25页/共54页
•
二、反对数(指数)
•
指数运算是对数的逆运算，在电路结构上只要将对数运算器的电阻和
晶体管位置调换一下即可，如图7.1.16所示。
uBE
uo Rif RiC RISe UT
uBE ui
第7页/共54页
• 7.1.2
(Adder)
•1.反相输入求和电路 (Inver ting Adder)
•（ 1 ） 电 路 如 图 7 . 1 . 4 所 示 。 •直 流 平 衡 电 阻 ：
if Rf
R1 i1
ui1
i2 i-
ui2
-
RP R1 R2 R3 R f
R2
i+ +
+
uo
R3
（2）关系式：
图7.1.4 反相求和运算电路
因为反相端“虚地”(Virtual Ground)，
i1 i2 i f
ui1 ui2 uo
R1 R2
Rf
uo
Rf R1
ui1
Rf R2
ui 2
第8页/共54页
若 R1 R2 R
则
uo
Rf R
(ui1 ui2 )
例1：利用集成运放实现以下求和运算关系：
反向饱和电流的影响，RT是热敏电阻，用以补偿UT引起的温度漂移。由图
可见:
uo
(1
R3 R2 RT
)u A
uA
u BE 2
uBE1
UT
ln
ic 2 IS2
UT
ln
ic1 IS1
集成运放PPT课件
集成运算放大器——高增益的直接耦合的多级 放大器。
第2页/共31页
6.1 集成运放简介
一. 集成运放的总体结构
u u+ u 差动输入级 u-
电压放大级
偏置电路
输出级
uo
u
1. 输入级要使用高性能的差分放大电路，它必须对共模信号有很强 的抑制力，而且要求其输入电阻要高。
第3页/共31页
u u+ u 差动输入级 u-
双端输入——从两输入端同时加信号。
单端输入——仅从一个输入端对地加信号。
2. 差动放大电路可以有两
+VCC
个输出端。 双端输出——从C1 和C2输
出。 单端输出——从C1或C2 对
地输出。
2021/5/24
Rc Rb T1
+
+
uo
-
+
u-o1
u-o2
Rc T2 Rb
+ u i1
－
+
ui2
_ReV
－
EE
－
Rc Rc
Rb T1 Rb T1
u id u2id
2
+ uo - Rc
- +
+
u-u+o-o11
uo RL E
+
u-ou+-2o2
Rc
T2 Rb T2 Rb
E IRe
_ReV EE
- uid -2 uid
2
+ ui2+ － ui2
－
ib
ic
Aud
( Rc
//
RL 2
Rb rbe
)
+
+ Rb u
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6.1 集成运放简介
一. 集成运放的总体结构
u u+ u 差动输入级 u-
电压放大级
偏置电路
输出级
uo
u
1. 输入级要使用高性能的差分放大电路，它必须对共模信号有很强 的抑制力，而且要求其输入电阻要高。
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u u+ u 差动输入级 u-
双端输入——从两输入端同时加信号。
单端输入——仅从一个输入端对地加信号。
2. 差动放大电路可以有两
+VCC
个输出端。 双端输出——从C1 和C2输
出。 单端输出——从C1或C2 对
地输出。
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Rc Rb T1
+
+
uo
-
+
u-o1
u-o2
Rc T2 Rb
+ u i1
－
+
ui2
_ReV
－
EE
－
Rc Rc
Rb T1 Rb T1
u id u2id
2
+ uo - Rc
- +
+
u-u+o-o11
uo RL E
+
u-ou+-2o2
Rc
T2 Rb T2 Rb
E IRe
_ReV EE
- uid -2 uid
2
+ ui2+ － ui2
－
ib
ic
Aud
( Rc
//
RL 2
Rb rbe
)
+
+ Rb u
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教学目的和要求： 1、正确理解理想运放的特点； 2、熟练掌握比例、求和、减法和积分电路； 3、正确理解电压比较器的工作原理
重点： 1、理想运放的特点 2、基本运算放大电路分析 3、电压比较器
难点： 1、电压比较器Байду номын сангаас
整体概述
概述一
点击此处输入
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概述二
点击此处输入
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概述三
点击此处输入
ri 高:几十k M KCMRR很大
ro 小：几十 ~ 几百 A o 很大:104以上~ 107
➢运放符号： +UCC
u– u+
–+ +
uo
ri KCMRR
ro 0 Ao
u－ － u+ ＋
uo
–UEE
➢电压传输特性 uo= f (ui)
+Uo(sat) uo
u–
理想特性
线性区
u+
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集成电路内部结构的特点
1、电路元件制作在一个芯片上，元件参数偏差方 向一致，温度均一性好。
2、电阻元件由硅半导体构成，范围在几十到20千 欧，精度低。高阻值电阻用三极管有源元件 代替或外接。
3、几十PF以下的小电容用PN结的结电容构成、 大电容要外接。
运放所能承受的共模输入电压最大值。超出此值， 运放的共模抑制性能下降，甚至造成器件损坏。
16.2 运算放大器在信号运算方面的运用
集成运算放大器与外部电阻、电容、半导体 器件等构成闭环电路后，能对各种模拟信号进 行比例、加法、减法、微分、积分、对数、反 对数、乘法和除法等运算。
运算放大器工作在线性区时，通常要引入深 度负反馈。所以，它的输出电压和输入电压的 关系基本决定于反馈电路和输入电路的结构和 参数，而与运算放大器本身的参数关系不大。 改变输入电路和反馈电路的结构形式，就可以 实现不同的运算。
集成运放的符号：
+UCC
u– 。 u+ 。
–
Auo
+
+
。uo
–UEE
16.1 集成运算放大器的简单介绍
基本原 理框图
反相端
u
－
T1 T2
同u＋相端
IS
输入级
T4 +UCC
u
o
T3
T5
-UEE 中间级 输出级
反相端
u
－
T1
T2
u
＋
同相端 IS
输入级
+UCC T4
u o
T3
T5
-UEE
要求： 尽量减小零点漂移,尽量提高 KCMRR , 输入阻抗 ri尽可能大。
u1
R1
平衡电阻，使输入端对地的静态
电阻相等。
R2=R1//RF
RF
ui
_
R1
+ +
uo
R2
当R1 RF时
则Auf
uo ui
1
反相器
(2) 同相比例运算放大器
RF
R1 ui
_
uo
+
+
R2
u-= u+= ui
uo
u
u
R F
R1
uo
(1
RF)u R
1
uo (1R RF1)ui
Auf
uo ui
反相端
u
－
T1
T2
u
＋
同相端 IS
输入级
+UCC T4
u o
T3
T5
-UEE
中间级
足够大的电压放大倍数
反相端
u
－
T1
T2
u
＋
同相端 IS
输入级
+UCC T4
u o
T3
T5
-UEE
中间级 输出级
主要提高带负载能力，给出足够的输出电流 io ，输出阻抗 ro小。
运放的特点和符号
➢运放的特点：
➢理想运放：
2
平衡电阻：
R21 // R22 = R1 // RF
1. 能测量较小的电压；
2. 输入电阻高，对被
测电路影响小。
16.2.2 加法运算电路
(1) 反相求和运算：
ui1i11 R11
iF
RF
ui2i12 R12
_ +
+
RP
平衡电阻： RP= R11 // R12 // RF
u u 0 i11i12iF
uo
u0(R R1F1ui1R R1F2ui2)
当R11R12 RF时 u0 (ui1 ui2)
_ A0
+ +
虚短路
A0
uoA 0(uu) u u
ri ro 0
i
i
0
虚断路
放大倍数与负载无关，可以分开分析。
运放线 性运用
信号的放大、运算 有源滤波电路
16.2.1 比例运算
(1) 反相比例运算放大器
iF
RF
uu0
i1=iF
i1 ui
R1
R2
_
+ +
uo
ui uo
R1
RF
Auf u0 RF
+
电源经两个电阻分压后加在 电压跟随器的输入端，当负
15k
RL uo 载RL变化时，其两端电压
– uo不会随之变化。
例2：负载浮地的电压-电流的转换电路
iL RL
i1 R1
+
ui
R2
–
– +
+
iL
i1
u R1
ui R1
负载电流的大小
与负载无关。
IG
R1
–
+
+
+
Ux
R2
– 流过电流表的电流
IG
Ux R1
4、二极管一般用三极管的发射结构成。
16.1 集成运算放大器的简单介绍
集成运算放大器是一种具有很高放大倍数的多 级直接耦合放大电路。是发展最早、应用最广泛的 一种模拟集成电路。
16.1.1 集成运算放大器的特点
特点：高增益、高可靠性、低成本、小尺寸
Auo 高: 80dB~140dB rid 高: 105 ~ 1011 ro 低: 几十 ~ 几百 KCMR高: 70dB~130dB
1 RF R1
当 R1= 且 RF = 0 时， uo = ui ， Auf = 1，
RF 由运放构成的电压跟 u+–i电随射阻器 极RR低输输12 ，入出其电器+–跟阻更+随高好性、。u能输–+o 比出
例：
7.5k
称电压跟随器。
– +
+
++
uo
ui
–
–
+15V
15k
– +
+
左图是一电压跟随器，
1. 最大输出电压 UOPP 能使输出和输入保持不失真关系的最大输出电压。
2. 开环差模电压增益 Auo
运放没有接反馈电路时的差模电压放大倍数。 Auo愈 高，所构成的运算电路越稳定，运算精度也越高。 3. 输入失调电压 UIO 4. 输入失调电流 IIO 愈小愈好 5. 输入偏置电流 IIB 6. 共模输入电压范围 UICM
(2) 同相求和运算：
R1
RF
-
u R21
+
i1
+
ui2
R22
u+
+
uo
_
利用节点电压法：
u
u i1 R 21
1 R 21
u i2 R 22
1
R 22
此电路如果以u+为 输入 ，则输出为：
u0
(1
RF R1
)u
u+ ~ ui1 、ui2？
当R21 R22时
u0
(1
RF R1
)
(ui1
ui2)/
+UCC
–+ +
uo
实际特性
u+– u–
O
饱和区
线性区：
–UEE
–Uo(sat) ε
uo = Auo(u+– u–)
非线性区：
Ao越大，运放的线性范围 越小，必须加负反馈才能
u+> u– 时， uo = +Uo(sat) u+< u– 时， uo = – Uo(sat)
使其工作于线性区。
➢主要参数
重点： 1、理想运放的特点 2、基本运算放大电路分析 3、电压比较器
难点： 1、电压比较器Байду номын сангаас
整体概述
概述一
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概述二
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概述三
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ri 高:几十k M KCMRR很大
ro 小：几十 ~ 几百 A o 很大:104以上~ 107
➢运放符号： +UCC
u– u+
–+ +
uo
ri KCMRR
ro 0 Ao
u－ － u+ ＋
uo
–UEE
➢电压传输特性 uo= f (ui)
+Uo(sat) uo
u–
理想特性
线性区
u+
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集成电路内部结构的特点
1、电路元件制作在一个芯片上，元件参数偏差方 向一致，温度均一性好。
2、电阻元件由硅半导体构成，范围在几十到20千 欧，精度低。高阻值电阻用三极管有源元件 代替或外接。
3、几十PF以下的小电容用PN结的结电容构成、 大电容要外接。
运放所能承受的共模输入电压最大值。超出此值， 运放的共模抑制性能下降，甚至造成器件损坏。
16.2 运算放大器在信号运算方面的运用
集成运算放大器与外部电阻、电容、半导体 器件等构成闭环电路后，能对各种模拟信号进 行比例、加法、减法、微分、积分、对数、反 对数、乘法和除法等运算。
运算放大器工作在线性区时，通常要引入深 度负反馈。所以，它的输出电压和输入电压的 关系基本决定于反馈电路和输入电路的结构和 参数，而与运算放大器本身的参数关系不大。 改变输入电路和反馈电路的结构形式，就可以 实现不同的运算。
集成运放的符号：
+UCC
u– 。 u+ 。
–
Auo
+
+
。uo
–UEE
16.1 集成运算放大器的简单介绍
基本原 理框图
反相端
u
－
T1 T2
同u＋相端
IS
输入级
T4 +UCC
u
o
T3
T5
-UEE 中间级 输出级
反相端
u
－
T1
T2
u
＋
同相端 IS
输入级
+UCC T4
u o
T3
T5
-UEE
要求： 尽量减小零点漂移,尽量提高 KCMRR , 输入阻抗 ri尽可能大。
u1
R1
平衡电阻，使输入端对地的静态
电阻相等。
R2=R1//RF
RF
ui
_
R1
+ +
uo
R2
当R1 RF时
则Auf
uo ui
1
反相器
(2) 同相比例运算放大器
RF
R1 ui
_
uo
+
+
R2
u-= u+= ui
uo
u
u
R F
R1
uo
(1
RF)u R
1
uo (1R RF1)ui
Auf
uo ui
反相端
u
－
T1
T2
u
＋
同相端 IS
输入级
+UCC T4
u o
T3
T5
-UEE
中间级
足够大的电压放大倍数
反相端
u
－
T1
T2
u
＋
同相端 IS
输入级
+UCC T4
u o
T3
T5
-UEE
中间级 输出级
主要提高带负载能力，给出足够的输出电流 io ，输出阻抗 ro小。
运放的特点和符号
➢运放的特点：
➢理想运放：
2
平衡电阻：
R21 // R22 = R1 // RF
1. 能测量较小的电压；
2. 输入电阻高，对被
测电路影响小。
16.2.2 加法运算电路
(1) 反相求和运算：
ui1i11 R11
iF
RF
ui2i12 R12
_ +
+
RP
平衡电阻： RP= R11 // R12 // RF
u u 0 i11i12iF
uo
u0(R R1F1ui1R R1F2ui2)
当R11R12 RF时 u0 (ui1 ui2)
_ A0
+ +
虚短路
A0
uoA 0(uu) u u
ri ro 0
i
i
0
虚断路
放大倍数与负载无关，可以分开分析。
运放线 性运用
信号的放大、运算 有源滤波电路
16.2.1 比例运算
(1) 反相比例运算放大器
iF
RF
uu0
i1=iF
i1 ui
R1
R2
_
+ +
uo
ui uo
R1
RF
Auf u0 RF
+
电源经两个电阻分压后加在 电压跟随器的输入端，当负
15k
RL uo 载RL变化时，其两端电压
– uo不会随之变化。
例2：负载浮地的电压-电流的转换电路
iL RL
i1 R1
+
ui
R2
–
– +
+
iL
i1
u R1
ui R1
负载电流的大小
与负载无关。
IG
R1
–
+
+
+
Ux
R2
– 流过电流表的电流
IG
Ux R1
4、二极管一般用三极管的发射结构成。
16.1 集成运算放大器的简单介绍
集成运算放大器是一种具有很高放大倍数的多 级直接耦合放大电路。是发展最早、应用最广泛的 一种模拟集成电路。
16.1.1 集成运算放大器的特点
特点：高增益、高可靠性、低成本、小尺寸
Auo 高: 80dB~140dB rid 高: 105 ~ 1011 ro 低: 几十 ~ 几百 KCMR高: 70dB~130dB
1 RF R1
当 R1= 且 RF = 0 时， uo = ui ， Auf = 1，
RF 由运放构成的电压跟 u+–i电随射阻器 极RR低输输12 ，入出其电器+–跟阻更+随高好性、。u能输–+o 比出
例：
7.5k
称电压跟随器。
– +
+
++
uo
ui
–
–
+15V
15k
– +
+
左图是一电压跟随器，
1. 最大输出电压 UOPP 能使输出和输入保持不失真关系的最大输出电压。
2. 开环差模电压增益 Auo
运放没有接反馈电路时的差模电压放大倍数。 Auo愈 高，所构成的运算电路越稳定，运算精度也越高。 3. 输入失调电压 UIO 4. 输入失调电流 IIO 愈小愈好 5. 输入偏置电流 IIB 6. 共模输入电压范围 UICM
(2) 同相求和运算：
R1
RF
-
u R21
+
i1
+
ui2
R22
u+
+
uo
_
利用节点电压法：
u
u i1 R 21
1 R 21
u i2 R 22
1
R 22
此电路如果以u+为 输入 ，则输出为：
u0
(1
RF R1
)u
u+ ~ ui1 、ui2？
当R21 R22时
u0
(1
RF R1
)
(ui1
ui2)/
+UCC
–+ +
uo
实际特性
u+– u–
O
饱和区
线性区：
–UEE
–Uo(sat) ε
uo = Auo(u+– u–)
非线性区：
Ao越大，运放的线性范围 越小，必须加负反馈才能
u+> u– 时， uo = +Uo(sat) u+< u– 时， uo = – Uo(sat)
使其工作于线性区。
➢主要参数