集成电路运算放大器的定义
集成电路运算放大器的定义
集成电路运算放大器的定义1. 引言集成电路运算放大器是当今电子电路中最重要的基本器件之一。
它是一种高增益、差分放大器，广泛应用于模拟电路、信号处理、自动控制等领域。
本文将介绍集成电路运算放大器的定义、基本原理、特性以及应用。
2. 定义集成电路运算放大器，简称运放(Op-Amp, Operational Amplifier)，是一种差分放大器，它能够将输入信号放大到较高的增益水平。
运放通常由差动输入级、差动放大级、输出级和电源级组成。
它的输入有两个端口：非反馈输入端(inverting input)和反馈输入端(non-inverting input)，输出端则以电压方式输出。
3. 基本原理3.1 差分放大器运放的核心是差分放大器，它是由两个晶体管组成的差分对(differential pair)。
差分放大器具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗等特点。
当在非反馈输入端和反馈输入端施加电压时，差分放大器将两个输入信号进行差分放大，并输出差分放大的结果。
3.2 负反馈运放的一个重要特点是负反馈(negative feedback)。
负反馈通过将输出信号的一部分反馈到输入端，使得运放的输出与输入之间达到稳定的关系。
负反馈降低了运放的增益，但提高了稳定性和线性度。
4.1 增益运放具有非常高的开环增益，通常在105到106范围内。
通过负反馈可以调节运放的增益，使其适应不同的应用需求。
4.2 输入阻抗和输出阻抗运放的输入阻抗非常高，通常在105到1012欧姆之间，使其能够接受较小的输入信号。
输出阻抗通常比输入阻抗小得多，可以提供较低的输出阻抗。
4.3 带宽运放的带宽指的是它能够工作的最大频率范围。
通常，在低频时运放的增益较高，而在高频时增益会逐渐降低。
带宽取决于运放的内部结构和电容等元件。
运放的工作温度和环境温度对其性能有一定影响。
温度变化会引起运放增益的变化，这种现象称为温漂。
通过合适的补偿电路和工艺可以减小温漂的影响。
电工电子学_集成运算放大器
24
9.3 集成运放在信号运算方面的应用
由于开环电压放大倍数Auo很高，集成运放开环工作时线性区很 窄。因此，为了保证运放处于线性工作区，通常都要引入深度负反馈。 集成运放引入适当的负反馈，可以使输出和输入之间满足某种特定的 函数关系，实现特定的模拟运算。当反馈电路为线性电路时，可以实 现比例、加法、减法、积分、微分等运算。
图9.2.1 反馈放大电路框图
电路中的反馈是指将电路的输出信号（电压或电流）的一部分或全部 通过一定的电路（反馈电路）送回到输入回路，与输入信号一同控制 电路的输出。可用图9.2.1所示的方框图来表示。
16
2. 反馈的分类
（1）正反馈和负反馈 根据反馈极性的不同，可以分为正反馈和负反馈。 （2）直流反馈和交流反馈 根据反馈信号的交直流性质，可以将反馈分为直流反馈和交流反馈。 （3）电压反馈和电流反馈 根据输出端反馈采样信息的不同，可以将反馈分为电压反馈和电流反 馈。 （4）串联反馈和并联反馈 根据反馈信号与输入信号在放大电路输入端联结方式的不同，可以将 反馈分为串联反馈和并联反馈。
9
3. 输入和输出方式
差放电路有双端输入和单端输入两种输入方式。同样也有双端 输出和单端输出两种输出方式。因此，差动放大电路共有四种输入输 出方式。 （1）双端输入双端输出 （2）双端输入单端输出 （3）单端输入双端输出 （4）单端输入单端输出
10
4. 共模抑制比
差动放大电路对差模信号和共模信号都有放大作用，但对差动 放大电路来说，差模信号是有用信号，共模信号则是需要抑制的。因 此要求差放电路的差模放大倍数尽可能大，而共模放大倍数尽可能小。 为了衡量差放电路放大差模信号和抑制共模干扰的能力，引入共模抑 制比作为技术指标，用KCMR表示。其定义为差模电压放大倍数与共 模电压放大倍数之比，即 A （9.1.11） K ud
集成运算放大电路
iL
uI R1
(2) 悬浮负载电压—电流变换器 悬浮负载电压—电流变换器电路如图27所示。
（a）反相电压—电流变换器
（b）同相电压—电流变换器
图27 悬浮负载的电压—电流变换器
图27（a）是一个反相电压—电流变换器，它是一个电流并联负反馈电 路，它的组成与反相放大器很相似，所不同的是现在的反馈元件（负载） 可能是一个继电器线圈或内阻为RL的电流计。流过悬浮负载的电流为
（a）基本电路
图28 电流—电压变换器
（b）典型电路
图28(a)是一个基本的电流—电压变换器，根据集成运放的“虚断”和 “虚地”概念，有 和 ，故
u 0
，从而有
i 0
i F 是一个经常用在光电转换电路中的典型电路。图中 iI 图28(b) V是光电二 极管，工作于反向偏置状态。
O F F I F 根据集成运放的“虚断”和“虚地”概念可得
u u 0 i i 0 iI iF
uO uI R1 RF RF uO uI R1
2. 同相比例运算电路 同相比例运算电路如图21所示。
图21同相运算电路 由虚短、虚断可得：
u u uI i i 0 i1 i F
RF u O (1 )u I R1
RF RX
4. 测量放大器 测量放大器电路如图33所示
图33 测量放大电路
由图33可知： (1) 热敏电阻 和R组成测量电桥。当电桥平衡时 信号，故输出 ，相当于共模
Rt ，若测量桥臂感受温度变化后，产生与 相应的微小
u S1 u S，这相当于差模信号，能进行有效地放大。 信号变化 uO 0 2
③ 不接基准电压，即 称为过零比较器。
简单的集成电路运算放大器
第21讲6.3 简单的集成电路运算放大器主要内容:本节主要介绍了集成电路运算放大器。
基本要求：了解集成运放的内部结构及各部分功能、特点。
教学要点：1．集成电路运算放大器的组成集成电路运算放大器是一种高电压增益、高输入电阻和低输出电阻的多级直接耦合放大电路，它的类型很多，电路也不一样，但结构具有共同之处，一般由四部分组成。
（1）输入级一般是由BJT、JFET或MOSFET组成的差分式放大电路，利用它的对称特性可以提高整个电路的共模抑制比和其他方面的性能，它的两个输入端构成整个电路的反相输入端和同相输入端。
（2）.电压放大级的主要作用是提高电压增益，它可由一级或多级放大电路组成（3）.输出级一般由电压跟随器或互补电压跟随器所组成，以降低输出电阻，提高带负载能力。
（4）偏置电路是为各级提供合适的工作电流。
此外还有一些辅助环节，如电平移动电路、过载保护电路以及高频补偿环节等2．简单的运算放大器简单运算放大器的原理电路如图所示。
（1）T1,T2对管组成差分式放大电路，信号双端输入、单端输出。
（2）复合管T3,T4组成共射极电路，形成电压放大级，以提高整个电路的电压增益。
（3）T5,T6组成两级电压跟随器，构成电路的输出级，它不仅可以提高带负载的能力，而且可进一步使直流电位下降，以达到输入信号电压v id=v i1-v i2为零时，输出电压v O=0的目的。
（4）R7和D组成低电压稳压电路以供给的基准电压，它与T9一起构成电流源电路以提高T5的电压跟随能力。
（5）电路符号：由此可见，运算放大器有两个输入端（即反相输入端1和同相输入端2）,与一个输出端3。
在运算放大器的代表符号中，反相输入端用"-"号表示，同相输入端用"+"表示。
器件外端输入、输出相应地用N,P和O表示。
（6）输入和输出的相位：利用瞬时极性法分析可知，当输入信号电压v i1从反相输入端输入时（v i2=0），如v i1的瞬时变化极性为(+)时，各级输出端的瞬时电位极性为：v C2（+）→v O2（–）→v B6（–）→v O（–）则输出信号电压v o 与v i1反相；同时，当输入信号电压从同相端输入v i2(v i1=0)时，可以检验，输出电压v o与v i2同相。
集成运算放大器
A/D转换方法
– 计数法 速度慢 – 双积分式A/D转换器 精度高、干扰小 速度慢 – 逐次逼近式A/D转换器 原理同计数式相似，只是从最高位开始，通过试探值来计数。
例1：ADC0804 （8位,100us,转换精度 ±1LSB,内带可控三态门）。
例2：ADC570 (输入电压：0~10V 或 -5V~+5V）
例3. 8位以上A/D转换器和系统连接。 ADC1210：12位，100us，启动端SC，结束转换CC。
例4. ADC0809: 逐次逼近式8通道8位ADC。
同时有模拟电路和数字电路的系统中地 线的连接
模拟电路 ADC DAC 数字电路
模拟电路 AGND
数字电路 DGND
模拟地
公共接地点
if RF
R1 R2
R3 RP
－ ＋
u0
ui 1 ui 2 ui 3 uo R1 R2 R3 Rf 可得： uo R f ( ui 1 ui 2 ui 3 ) R1 R2 R3 若R1=R2=R3=R，则 u R f ( u u u ) o i1 i2 i3 R
集成运算放大器
1．集成运算放大器概述
集成运算放大器是一种高电压增益、高输入电阻和低输出 电阻的多级直接耦合放大电路，一般由四部分组成：
输入级：一般是差动放大 器，利用其对称特性可以 提高整个电路的共模抑制 比和电路性能，输入级有 反相输入端“-”、同相 输入端“+”两个输入端； 中间级：的主要作用是
3、差动比例运算电路
R1=R2，R’=RF Uo=-RF/R1(Ui1-Ui2)
差动比例运算电路 又称减法运算电路
电子技术基础第五章集成运算放大器
2.差模交流信号分析 :
2.差模交流信号分析 : 画出对差模交流信号的交流通路
理想的直流电压源短路 关键是此处对Ree的处理。 在以前画交流通路时，线性电阻在交流通路中保留，阻值 为线性电阻的交流电阻，因为是线性的，所以交流电阻与 直流电阻相等。
A u c(单 u u o ic ） c 1 1 (b R rb )e 2 R c ()1 e R e2 -R R e ce
4 对任意信号的分析方法
ui1=uic+uid/2 ui2=uic-uid/2 uic = (ui1+ui2)/2 uid=ui1-ui2 uid1= -uid2= uid /2
差模信号和共模信号
• 差模信号：有用的信号，包含着信息，要进行 放大的。
• 共模信号：人为引入的一个信号，不是要放大 的，而是用来描述零漂的大小。直接描述、测 量零漂很麻烦，要先后测量两种不同的环境温 度下的静态工作点，求取它们的差值。从另外 一个角度：在同样的环境温度下，在输入端施 加共模信号，测量输出端的信号，求取共模放 大倍数。
2.1差模输入双端输出
某瞬间的真实方向
uid = uid1-uid2 uid1= -uid2
Ree上交流压降为0。 因此，画差模交流信号交流通路时，Ree可视为短路，
即两管的发射极直接接地。
由uc1= -uc2可知RL两端电位一端为正，一端为负，RL的中点应 是地电位，即每管对地的负载电阻为RL/2.
（5）不能制造电感，如需电感，也只能外接。
（6）一般无二极管，用三极管代替(B、C 极接在一起)。
集成运放的组成：输入级
集成运算放大电路
功耗
描述放大电路在工作过程 中消耗的能量，包括静态
电流、动态功耗等。
参数与性能指标的测试方法
01
02
03
输入阻抗测试
通过测量输入电压和电流 的比值来计算输入阻抗。
输出阻抗测试
通过测量输出电压和电流 的比值来计算输出阻抗。
开环增益测试
通过测量放大电路在不同 频率下的电压增益来计算 开环增益。
参数与性能指标的测试方法
描述放大电路对电源的需求和 功耗特性，包括电源电压、静 态电流等。
主要性能指标
线性度
描述放大电路输出信号与输 入信号之间的线性关系，包 括失真度、线性范围等。
精度
描述放大电路输出信号的 精度和稳定性，包括失调
电压、失调电流等。
带宽
描述放大电路在不同频率下 的响应速度和带宽范围，包 括通频带、增益带宽积等。
集成运算放大电路
目录
• 集成运算放大电路概述 • 集成运算放大电路的应用 • 集成运算放大电路的参数与性能指标 • 集成运算放大电路的设计与实现 • 集成运算放大电路的发展趋势与展望
集成运算放大电路概
01
述
定义与特点
定义
集成运算放大电路是一种将差分 输入的电压信号转换成单端输出 的电压信号，并实现电压放大的 集成电路。
特点
具有高放大倍数、高输入电阻、 低输出电阻、低失真度、低噪声 等优点，广泛应用于信号放大、 运算、滤波等领域。
工作原理
差分输入
集成运算放大器采用差分输入方式， 将两个输入端之间的电压差作为输入 信号。
放大与输出
反馈机制
集成运算放大器采用负反馈机制，通 过反馈网络将输出信号的一部分反馈 到输入端，以改善电路的性能。
电路符号 集成电路运算
集成运放，全称为集成运算放大器，是一个高性能直接耦合的放大电路。
其电路符号包含一个三角形代表放大器，箭头的方向为信号的传输方向，Auo表示放大器的开环电压放大倍数。
集成运放有两个输入端、一个输出端。
与负号连接的称为反相输入端，对地电压用 u_ {-} 表示；与正号连接的称为同相输入端，对地电压用 u_ {+} 表示；输出端的对地电压用 u_ {o} 表示；元件上的正负号表示输入信号与输出信号的相位关系。
集成运放主要由偏置电路和输入级组成。
偏置电路是为各级放大电路设置合适的静态工作点，常采用电流源电路。
输入级是前置级，多采用差分放大电路。
集成运放的应用非常广泛，包括反相比例运算放大器、同向比例运算放大器、差动放大器和电压跟随器等。
例如，在反相比例运算放大器中，Rp是平衡电阻，使输入端对地的静态电阻相等，Rp=R1//R2。
而在同向比例运算放大器中，输出电压与输入电压的关系曲线称为电压传输特性。
什么是集成电路-什么是集成运算放大器-运算放大器符号
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什么是集成电路?什么是集成运算放大器?运算放大器符号
集成电路是指采用半导体或薄、厚膜工艺，用外延生长技术、光刻技术、氧化物掩蔽扩散技术把电路组件（指有源或无源组件以及相互连线），集中缩小在单晶片上，构成一个完整地具有一定功能地电路.集成电路具有体积小、组件连接线和外部焊点减少等特点，工作可靠，工作速度快，得到广泛应用.
集成运算放大器简称集成运放，是一个高增益，低漂移，带深度负反馈地直接耦合放大器.集成运放本身并不具备计算功能，只有在外部网络配合下才能实现运算.由于其性能优良，被广泛应用于运算、测量、控制、信号产生、处理和变换等各个领域中，集成运算放大器地一般符号用图所示符号表示.反相输入端用“”表示，同相输入端用“”表示，三角形地顶端是放大器地输出端.
图运算放大器地符号
1 / 1。
集成电路运算放大器36页
01
02
03
04
信号放大
将传感器输出的微弱信号进行 放大，提高信号的幅度。
信号滤波
对传感器输出的信号进行滤波 处理，消除噪声和干扰。
信号线性化
将传感器输出的非线性信号通 过集成电路运算放大器进行线 性化处理，提高测量精度。
信号比较
将传感器输出的模拟信号与预 设阈值进行比较，输出相应的
开关信号。
在音频信号处理中的应用
集成电路运算放大器
02
的工作原理
输入级
01
02
03
差分输入
运算放大器采用差分输入 方式，将两个输入信号进 行减法运算，提高了抗干 扰能力和共模抑制比。
放大器
输入级通常包含一个三极 管或场效应管组成的放大 器，对差分输入信号进行 放大。
射极跟随器
输入级通常采用射极跟随 器作为输出级，以减小信 号的输出阻抗，提高信号 的驱动能力。
时序控制
在数字电路中，集成电路运算放大 器可以用于产生各种时序控制信号， 如时钟信号、复位信号等。
电压偏置
为数字电路中的逻辑门提供适 当的偏置电压，以调整逻辑门 的阈值电压和性能参数。
电流源和电压源
利用集成电路运算放大器可以 构成各种电流源和电压源，为
数字电路提供稳定的电源。
在传感器信号处理中的应用
THANKS.
确保信号的质量和稳定性。
集成电路运算放大器的历史与发展
历史
集成电路运算放大器的概念最早由美国科学家在20世纪60年 代提出，随着半导体技术和集成电路工艺的发展，集成电路 运算放大器逐渐成为电子工程领域的重要器件。
发展
随着技术的不断进步，集成电路运算放大器的性能不断提高 ，功耗不断降低，集成度不断提高，应用领域不断扩大。目 前，集成电路运算放大器已经广泛应用于信号处理、通信、 音频、医疗、工业控制等领域。
集成运算放大器
量精度的影响
在集成电路的输入与输出接入不同的反馈网络，可实现不同用途的电路，例如利用集成运算放大器可
4 非常方便的完成信号放大、信号运算(加、减、乘、除、对数、反对数、平方、开方等)、信号的处理
(滤波、调制)以及波形的产生和变换
集成运算放大器
01.
集成运算放大器的种类非常多，可适用于不同的场合.运算放大器在电路中发挥重要的 作用，其应用已经延伸到汽车电子、通信、消费等各个领域，并将在支持未来技术方面 扮演重要角色
02.
在运算放大器的实际应用中，设计工程师经常遇到诸如选型、供电 电路设计、偏置电路设计、PCB设计等方面的问题
-TLeabharlann ANKS载的电源为可变电压电源，R1负载的电流也是保持固定不变，达到恒流的效果
2 1.9 热电阻测量电路
电路是典型的热电阻 / 电偶的测量电路，其测量思路为：将 1-10mA 的恒流源加于负载，将会在负载
3
上产生一定的电压，将该电压进行有源滤波处理，处理后在进行信号的调整(信号放大或衰减)，最后 将信号送入 ADC 接口。该电路应用时，要注意在输入端施加保护，可以并 TVS，但要注意节电容对测
1.6 滤波器
集成运算放大器
由集成运放可以组成一阶滤波器和二阶滤波器，其中一阶滤波器有20dB每倍频的幅频特 性，而二阶滤波器有40dB每倍频的幅频 特性。为了阻挡由于虚地引起的直流电平，在运放的输入端 串入了输入电容Cin，为了不影响电路的幅频特性，要求这个电容是 C1的100倍以上，如果滤波器还 具有放大作用，则这个电容应是C1的1000倍以上，同时，滤波器的输出都包含了Vcc/2的直流偏 置，如果电路是最后一级，那么就必须串入输出电容
1.3 数字信号处理
集成运算放大电路全篇
Y0 Y1 Y2 Y3 B
注：式中Aod为差模开环放大倍数。
二、 集成运放中的电流源电 路
4.2.1 基本电流源电路
一、镜像电流源
+VCC
IR
B IC0
T0
R 2IB
A
IB0
IB1
IC1 T1
UBE0= UBE1， β0=β1=β， IC0=IC1=IC= βIB ， IC1为输出电流， IR为基准电流。
基准电流表达式：
IR
用
uP
集成运放组成方框图：
输入级
uN
中间级
输出级 uO
偏置电路
1) 输入级 又称前置级，常为双输入高性能差分放大电路（高Ri 、大Ad、 大KCMR、静态电流小）。输入级的好坏直接影响着集成运放的大多数性能 参数。
2) 中间级 主放大器，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。放大管经常采用复合管，以恒流源做集电极负载。
R`3
C`1 R`3
2.1k
2.1k
R`5 240k
C`1
R`4 25k
R`5 240k
－ ＋
R7 100k
－∞ A3
(以下电路同上，仅C1、C2 值不同，电路从略）
图5.6 十五段优质均衡器
(2) 当R4的滑动触头移到最左边时，其电路如图8.7（a）所示。
C1
R3
R3
C2 R5
R4 R5
－∞
R6
B点的电流方程为：
IR
IB2
IC
IC2
1 2
IC2
2
2
2 2
2
I
C
2
IC2
(1
高三集成运算电路知识点
高三集成运算电路知识点集成运算电路是电子科学与技术中的重要组成部分，广泛应用于信号处理、自动控制等领域。
在高三阶段，学习集成运算电路的知识是非常重要的。
下面将介绍一些高三阶段常见的集成运算电路知识点。
一、集成运算放大器集成运算放大器（Operational Amplifier，简称OP-AMP）是集成电路中最重要的一类元件。
它具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗等特点。
常见的集成运算放大器有AD741、LM358等。
1. 差分放大器差分放大器是集成运算放大器最常用的电路配置之一。
它具有两个输入端和一个输出端，用于放大两个输入信号的差值。
差分放大器可以通过调节输入电阻和反馈电阻的比例来调节放大倍数。
2. 反馈电路反馈电路是集成运算放大器中常用的一种电路组成方式。
通过将部分输出信号反馈到输入端，可以改变电路的增益、频率响应等特性。
常见的反馈电路有电压反馈、电流反馈和混合反馈等。
3. 运算放大器的频率响应集成运算放大器的频率响应是指在不同频率下输出信号的变化情况。
因为集成运算放大器具有内部补偿电容，所以在高频率下其增益会有所下降。
为了满足不同频率下的应用需求，可以根据实际情况选择合适的运算放大器。
二、比较器比较器是一种将输入信号与参考电压进行比较，并输出相应结果的电路。
常见的比较器有LM311、LM393等。
比较器可以用于模拟电压比较、数字电平判断等应用。
1. 开环比较器开环比较器是指将输入信号直接与参考电压比较的比较器电路。
它可以通过调节反馈电阻的比例来改变输出电平的阈值。
2. 有限增益比较器有限增益比较器是在开环比较器的基础上加入了电压放大器，以提高比较器的灵敏度和电平阈值的可调范围。
三、积分器积分器是一种将输入信号进行积分运算后输出的电路。
它可用于模拟电子滤波器、信号调制等领域。
1. 基本积分器基本积分器是指将输入信号经过电容电压积分后输出的电路。
通过调节电容和电阻的数值可以改变积分器的时间常数。
集成运算放大器的主要知识点
-
THANKS!
大学生活即将结束，在此，我要感谢所有老师和一起成长的同学，是你们 大学生涯给予了极大的帮助。本论文能够顺利完成，要特别感谢我的导师
感谢您的耐心指导，您辛苦了！
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(压控电流源)运用电路及详细解析
微分器的电路结构与积分器类似，包括集成运算放大器、 电容和反馈电阻。
微分器在信号处理、控制系统和电子测量等领域有广泛 的应用。
06 结论与展望
结论总结
01
集成运算放大器(压控电流源)在电路中具有重要作用，能够实现信号的放大、运 算和处理等功能。
02
通过对不同类型集成运算放大器(压控电流源)的特性、应用和电路设计进行比较 ，可以更好地选择适合特定需求的集成运算放大器(压控电流源)。
差分输入电路
总结词
差分输入电路是一种较为特殊的集成运算放大器应用电路，其输出电压与两个输 入电压的差值呈线性关系。
详细描述
差分输入电路的输出电压与两个输入电压的差值呈线性关系，适用于信号比较、 差分信号放大等应用。这种电路具有高输入阻抗和低输出阻抗的特点，能够有效 地减小外界干扰对信号的影响。
03 压控电流源的应用电路
详细描述
反相输入电路的输出电压与输入电压呈反相关系，即当输入 电压增加时，输出电压减小，反之亦然。这种电路具有高输 入阻抗和低输出阻抗的特点，适用于信号放大、减法运算等 应用。
同相输入电路
总结词
同相输入电路是一种较为简单的集成运算放大器应用电路，其输出电压与输入 电压呈同相关系。
详细描述
同相输入电路的输出电压与输入电压保持一致，适用于信号跟随、缓冲等应用。 这种电路具有低输入阻抗和低输出阻抗的特点，能够提高信号的驱动能力。
积分器可以将输入的电压信号 转换成电流信号，再通过负载 电阻转换成电压信号，实现信 号的积分运算。
案例三：微分器的应用
微分器是集成运算放大器的另一种应用可以将输入的电压信号转换成电流信号，再通过 负载电阻转换成电压信号，实现信号的微分运算。
集成运算放大器
31
一、 镜像电流源电路
1、基本镜像电流源
设T1、T2的参数完全相同。
UBE1 = UBE2 = UBE，
IB1= IB2、IC1= IC2
基准电流
I REF
VCC
UBE R
IREF IC1 2IB IC（1 1 2 ）
IC2= IC1≈ IREF
1 >>2 /β
1）输出电流IC2与基准电流 IREF相等。把IC2看作是 IREF的镜像——镜像电流源。
2） IC2的大小仅取决于VCC和R，与温度无关。 32
2、精密镜象电流源
精密镜象电流源和普通镜象电流源相比，其
精度提高了 倍。
由于有T3存在，IB3将 比镜象电流源的2IB小β3倍。 因此IC2和IREF更加接近。
ro Rc 10k
uo与ui同相位。
2）求KCMR 10 0.5 2 5.1
KCMR
Aud Auc
50 100 0.5
28
3）改接后，电路由单端输 入变成任意输入。
uid uA uB 8 2 sint mV
uic 12（uA uB）
504 2 sin t mV
Chapter 3 集成运算放大器
集成运放简介 集成运放的单元电路 通用型集成运算放大器 集成运放的主要参数 集成运算放大器的电压传输特性
和理想模型 专用型集成运算放大器
1
3.1 集成运放简介
3.1.1 简介
集成电路是60年代初期发展起来的。 采用半导体制造工艺，在一小块硅单晶片上制作 具有特定功能的电子线路。 集成电路分为：模拟集成电路与数字集成电路。 在模拟集成电路中，运算放大器（早期用于模 拟计算机的数学运算）发展最早，应用最广泛。随 着集成技术与集成工艺的迅速发展，其他类型的模 拟集成电路也取得了非常大的进展，如混频器、调 制器、宽带放大器、高频放大器、功率放大器、电 压比较器、A/D或D/A转换器等
运算放大器
(2) 两个输入端之间的电压为零。 v vo AV (v p vn ) (v p v n ) o 由 可得 Av 由于在线性运用时，运放的输出电压vO总是有限值（不可能 超过所供给的直流电源电压值)。而且,在理想条件下有 Av = ， 故可认为差动输入电压 (v p v n ) 即 v p vn
2
2.4 基本运算 电路应用
R2
2
A2
vo2
利用叠加原理，当vi2=0时，A2为反相放大电路， 由vo1产生的输出电压
R22 R22 R21 v' o 2 v o1 (1 )v i1 R2 R2 R1
当vo1=0时，A2为同相放大电路，由vi2产生的输出电压
v''o2 (1 R22 R 22 )( )v i 2 R2 R2 R22
小信号等效电路
2.2 理想运放
运算放大器的“虚短路”概 念 有了上述理想条件，运放在线性运用时可被认为：
(1) 输入电流为零。既然把运放的输入电阻看作无限大，那么它 的输入端就相当于开路，故此它就不会从外部电路吸取任何电流 了，所以，对于一个理想运放来说，不管是同相输入端还是反相 输入端，都可以看作不会有电流输入，即 in i p 0
求差电路
从输入端看，当电路中R1=R2,R3=Rf时，利用“两虚”的概 念，有i2=-i1，则输入电压vs1-vs2=i2R2+(-i1R1)=2i2R1，所以
v s 2 v s1 Ri 2R1 i2
输出电阻Ro
Ro ro 0
2.4 基本运算 电路应用
分析（2）
u i2
R1 － ＋
15kΩ
Av vo
可见，在图(c)中，vo只与电 15kΩ 源电压和分压电阻有关，其精度 和稳定性较高，可作为基准电压。
什么是运算放大器它在电子电路中的作用是什么
什么是运算放大器它在电子电路中的作用是什么运算放大器（Operational Amplifier，简称OP-AMP）是一种集成电路芯片，广泛应用于电子电路中。
它以高增益和宽带宽特性而著称，可以在信号处理、信号放大、滤波和数学运算等方面起到重要的作用。
运算放大器的基本结构包括差分输入级、电压放大级和输出级。
差分输入级负责对输入信号进行差分放大，电压放大级负责对差分放大后的信号进行进一步放大，输出级负责将放大后的信号驱动至负载端。
运算放大器的作用主要体现在以下几个方面：1. 信号放大：运算放大器以其高增益特性，可以对微弱的输入信号进行放大，使其达到可以被后续电路处理的水平。
这在信号传输和处理中非常重要，在各类电子设备中广泛应用。
2. 数学运算：运算放大器可以通过反馈电路实现各种数学运算，如加法、减法、乘法、除法等。
通过合理的电路设计和连接方式，可以将运算放大器构成运算器、积分器、微分器等基本数学模块，方便实现各种复杂的信号处理算法。
3. 滤波器：运算放大器可以与电容、电感和电阻等元件组成电路，实现各种滤波功能。
根据不同的电路连接方式和参数设置，可以设计出低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等不同类型滤波器，对不同频率的信号进行筛选和处理。
4. 线性调节器：运算放大器通常具有高输入和高输出阻抗，可以将输入信号以较低的输出阻抗驱动至后续电路。
这对于电压和电流的线性调节非常有帮助，能够提高信号传输的质量和稳定性。
除了以上几个基本作用，运算放大器还可以用于比较器、振荡器、模数转换器等应用中。
通过改变反馈电路的连接方式和参数设置，可以使运算放大器具备不同的功能，满足不同的电路设计需求。
综上所述，运算放大器作为一种重要的电子元件，具有信号放大、数学运算、滤波和线性调节等多种作用。
它在电子电路中的应用非常广泛，为各类电子设备的正常运行和优化性能提供了有效的支持。
通过合理的使用和设计，可以充分发挥运算放大器的特性，实现更加精确和高效的信号处理。
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第四章集成运算放大电路
第一节学习要求
第二节集成运算放大器中的恒流源
第三节差分式放大电路
第四节集成电路运算放大器
第五节集成电路运算放大器的要紧参数
第六节场效应管简介
第一节学习要求
1. 掌握差不多镜象电流源、比例电流源、微电流源电路结构及差不多特性。
2. 掌握差模信号、共模信号的定义与特点。
3. 掌握差不多型和恒流源型差分放大器的电路结构、特点，会熟练计算电路的静态工作点，熟悉四种电路的连接方式及输入输出电压信号之间的相位关系。
4. 熟练分析差分放大器对差模小信号输入时的放大特性，共模抑制比。
会计算A VD、R id、 R ic、 R od、 R oc、K CMR。
5．熟悉运放的要紧技术指标及集成运算放大电路的一般电路
结构。
学习重点：
掌握集成运放的差不多电路的分析方法
学习难点：
集成运放内部电路的分析
集成电路简介
集成电路是在一小块 P型硅晶片衬底上，制成多个晶体管 ( 或FET)、电阻、电容，组合成具有特定功能的电路。
集成电路在结构上的特点：
1. 采纳直接耦合方式。
2. 为克服直接耦合方式带来的温漂现象,采纳了温度补偿的手段 ----输入级是差放电路。
3. 大量采纳BJT或FET构成恒流源 ,代替大阻值R ,或用于设置静态电流。
4. 采纳复合管接法以改进单管性能。
集成电路分为数字和模拟两大部分。
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第二节集成运算放大器中的恒流源
一、差不多镜象电流源
电路如图6.1所示。
T1,T2参数完全相同,即
β1=β2,I CEO1=I CEO2 ，从电路中可知V BE1=V BE2，I E1=I E2，I C1=I C2
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当β>>2时,
式中I R=I REF称为基准电流，由上式能够看出，当R确定后，I R就确定，I C2也随之而定，我们把I C2看作是I R的镜像，因此称图6.1为镜像恒流源。
改进电路一：
图6.2是带有缓冲级的差不多镜象电流源,它是针对差
不多镜象电流源缺点进行的改进，两者不同之处在于增加了三极管T3，其目的是减少三极管T1、T2的I B对I R的分流作用，提高镜象精度，减少β值不够大带来的阻碍。
改进电路二：
图6.3是带有发射极电阻的镜象电流源，其中R e1=R e2，两管的输入仍有对称性，因此
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若此电路R e1不等于R e2，则I C2与（R e1、R e2）的比值成比例，因此，此电流源又称为比例电流源。
二、微电流源
电路如图6.4所示，当I R一定时，I C2可确定为：
可见，利用两管基-射电压差 V BE能够操纵I0。
由于 V BE的数值小，用阻值不大的R e2即可得微小的工作电流--微电流源。
例：电路如图6.5所示，
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已知：BJT的参数相同，求各电流源与参考电流的关系。
三、电流源的要紧应用-有源负载
前面曾提到，增大R c能够提高共射放大电路的电压增益。
然而，R c不能专门大，因为在集成工艺中制造大电阻的代价太高，而且，在电源电压不变的情况下，R c越大，导致输出幅度越小。
那么，能否找到一种元件代替R C，其动态电阻大，使得电压增益增大，但静态电阻较小。
因而不致于减小输出幅度呢？自然地，我们能够考虑晶体管恒流源。
由于电流源具有直流电阻小，交流电阻大的特点，在模拟集成电路中广泛地把它作负载使用--有源负载，如图6.6所示。
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第三节差分式放大电路
差不多概念：
图6.7表示一个线性放大器，它有两个输入端，分不接有信号v i1和v i2；输出端的信号为v o。
在电路完全对称的理想情况下，输出信号电压可表示为
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式中A VD是差分放大器的差模电压增益。
可见电路的两个输入端所共有的任何信号对输出电压都可不能有阻碍。
但在一般情况下，实际的输出电压不仅取决于两个输入信号的差模信号v id，而且还与两个输入信号的共模信号v ic有关，它们分不是
当用差模信号和共模信号表示两个输入信号时，有
在差模信号和共模信号同时存在时，关于线性放大器而言，能够利用叠加原理来求出总的输出电压，即
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式中为差模电压放大倍
数，称为共模电压放大倍数。
一、差不多差分放大电路
1. 差不多电路。