运放的常见应用方法(ppt)
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当集电极C1、C2两点间接入负载电阻RL时
Aud RL
rbe
其中
RL
RC
//
RL 2
双端输入，单端输出的差模电压放大倍数
如输出电压取自其中一管的集电极（uo1或uo2），则称为有
单端输出，此时由于只取一管的集电极电压变化量，所以这 时的电压放大倍数只有双端输出时的一半，即
Aud112Aud2rRbCe
集成电路内部结构的特点
• 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。
• 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。
• 几十 pF 以下的小电容用PN结的结电容构成、 大电容要外接。
• 二极管一般用三极管的发射结构成。
与uo反相
集成运放的组成
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。
当给他施加不同的反馈网络时，就能实现模拟 信号的多种数学运算功能（如比例、求和、求差、 积分、微分……），故被称为集成运算放大电路， 简称集成运放。
集成运放内部组成框图
图8-1 集成运放内部组成框图
• 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。 • 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。
图8-２ 直接耦合放大电路的零点漂移
产生零点漂移的原因
产生零点漂移的原因很多，如温度的变化（包 括环境温度的变化及三级管工作时由于管耗引起的 结温变化），电源电压的波动以及电路元件以及电 路元件参数的变化等，都会引起放大电路的零点漂 移。其中又以温度的变化使三级管参数随之变化引
起的漂移最为严重。当温度上升时，将引起ICBO及β 增大，Ube减小。从而使静态工作点Q上移，集电极 电流IC增加，产生零点漂移现象。
uo= (UC1 + uC1 ) - (UC2 + uC2 ) = 0
主要技术指标的计算 差模电压放大倍数
双端输入，双端输出的差模电压放大倍数 在图8-3所示的电路的交流通路如图4-4所示。
图8-4 基本差分式放大电路的交流通路
A ud u uiO du u o i1 1 u uo i1 22 2u uo i1 1rR bC e
第一节 集成运算放大器基本组成
1、集成运算放大器基本组成 2、差动放大电路结构、零点漂移的 概念
集成概念
集成电路: 将整个电路的各个元件做在同一个 半导体基片上。
集成电路的优点：工作稳定、使用方便、体积小、 重量轻、功耗小。
集成电路的分类：模拟集成电路、数字集成电路； 小、中、大、超大规模集成电路；
原理框图
反相 输入端
u– 同u相+
输入端
与uo同相
T1 T2
输
IS
入
级
+UCC
T4
T3
T5
uo
中
输
间
出
级
级 UEE
对输入级的要求：尽量减小零点漂移,尽量提高
KCMRR , 输入阻抗 ri 尽可能大。
对中间级的要求：足够大的电压放大倍数。
对输出级的要求：主要提高带负载能力，给出足
够的输出电流io 。即输出阻抗 ro小。
一对信号。即uI1= uI2。当输入共模信号时：uI1= uI2，理想双端 输出时差分放大电路的输出电压uOC=Au（uI1- uI2）=0。
可见，差分放大电路能抑制共模信号输出。
抑制零漂的原理
R1 RB
RC T1
uo
RC
T2
+UCC
R1 RB
ui1
ui2
当 ui1 = ui2 =0 时： uo= UC1 - UC2 = 0 当温度变化时：
集成运放的结构
采用四级以上的多级放大器，输入级和第 二级一般采用差动放大器。 输入级常采用复合三极管或场效应管，以 减小输入电流，增加输入电阻。 输出级采用互补对称式射极跟随器，以进 行功率放大，提高带负载的能力。
零点漂移
当放大器的环境温度或电源电压发生变化时， 晶体管的静态工作点也要随之发生变化，即使在输 入信号为零时，输出端也会出现缓慢的不规则变动， 如图8－２所示，这种现象称之为“零点漂移”。
所谓差模信号，是指两个输入信号之差，用uId表示
u Id u I1 u I2
它在差分放大管T1、T2的基极接入的是幅值相等、相位相反的
一对信号，即uI1百度文库 -uI2
所谓共模信号，是指两个输入信号的算术平均值，用uIC表示
1
uIc
2
uI1uI2
它在差分放大管T1、T2的基极接入的是幅值相等，相位相同的
基本差分式放大电路
基本差分式放大电路如图8-3所示。
图8-3基本差分式放大电路
• 工作原理 ①静态分析 UO=UC1-UC2=0 ②动态分析
u u u o u C 1 u C 2 A u 1 u I 1 A u 2 u I 2 A u I 1 I 2
•抑制零点漂移的原理
由于差分放大电路与普通的单端输入、单端输出 的放大电路不同，其输入、输出都可能是双端，为了 更好的分析差分放大电路的特性，我们定义差分放大 电路的输入信号为两种形式：差模信号和共模信号。
•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。 •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。
差模输入电阻和输出电阻
根据输入、输出电阻的定义，从图8- 4可以看出
单端输出时，差模输出电阻为 Ro Rc
共模抑制比
运放的常见应用方 法(ppt)
第8章 集成运算放大器
8.1
集成运算放大器基本组成
8.2
集成运算放大器的基本特性
8.3
放大电路中的负反馈
8.4
集成运算放大器的应用
集成运算放大器
教学目的要求
了解差动放大器，放大电路中的负反 馈，理解集成运放构成及特点，理想运放 及其分析依据(理想化条件 )，掌握运放应 用电路:比例放大、加减法，微积分运算电 路。
Aud RL
rbe
其中
RL
RC
//
RL 2
双端输入，单端输出的差模电压放大倍数
如输出电压取自其中一管的集电极（uo1或uo2），则称为有
单端输出，此时由于只取一管的集电极电压变化量，所以这 时的电压放大倍数只有双端输出时的一半，即
Aud112Aud2rRbCe
集成电路内部结构的特点
• 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。
• 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。
• 几十 pF 以下的小电容用PN结的结电容构成、 大电容要外接。
• 二极管一般用三极管的发射结构成。
与uo反相
集成运放的组成
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。
当给他施加不同的反馈网络时，就能实现模拟 信号的多种数学运算功能（如比例、求和、求差、 积分、微分……），故被称为集成运算放大电路， 简称集成运放。
集成运放内部组成框图
图8-1 集成运放内部组成框图
• 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。 • 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。
图8-２ 直接耦合放大电路的零点漂移
产生零点漂移的原因
产生零点漂移的原因很多，如温度的变化（包 括环境温度的变化及三级管工作时由于管耗引起的 结温变化），电源电压的波动以及电路元件以及电 路元件参数的变化等，都会引起放大电路的零点漂 移。其中又以温度的变化使三级管参数随之变化引
起的漂移最为严重。当温度上升时，将引起ICBO及β 增大，Ube减小。从而使静态工作点Q上移，集电极 电流IC增加，产生零点漂移现象。
uo= (UC1 + uC1 ) - (UC2 + uC2 ) = 0
主要技术指标的计算 差模电压放大倍数
双端输入，双端输出的差模电压放大倍数 在图8-3所示的电路的交流通路如图4-4所示。
图8-4 基本差分式放大电路的交流通路
A ud u uiO du u o i1 1 u uo i1 22 2u uo i1 1rR bC e
第一节 集成运算放大器基本组成
1、集成运算放大器基本组成 2、差动放大电路结构、零点漂移的 概念
集成概念
集成电路: 将整个电路的各个元件做在同一个 半导体基片上。
集成电路的优点：工作稳定、使用方便、体积小、 重量轻、功耗小。
集成电路的分类：模拟集成电路、数字集成电路； 小、中、大、超大规模集成电路；
原理框图
反相 输入端
u– 同u相+
输入端
与uo同相
T1 T2
输
IS
入
级
+UCC
T4
T3
T5
uo
中
输
间
出
级
级 UEE
对输入级的要求：尽量减小零点漂移,尽量提高
KCMRR , 输入阻抗 ri 尽可能大。
对中间级的要求：足够大的电压放大倍数。
对输出级的要求：主要提高带负载能力，给出足
够的输出电流io 。即输出阻抗 ro小。
一对信号。即uI1= uI2。当输入共模信号时：uI1= uI2，理想双端 输出时差分放大电路的输出电压uOC=Au（uI1- uI2）=0。
可见，差分放大电路能抑制共模信号输出。
抑制零漂的原理
R1 RB
RC T1
uo
RC
T2
+UCC
R1 RB
ui1
ui2
当 ui1 = ui2 =0 时： uo= UC1 - UC2 = 0 当温度变化时：
集成运放的结构
采用四级以上的多级放大器，输入级和第 二级一般采用差动放大器。 输入级常采用复合三极管或场效应管，以 减小输入电流，增加输入电阻。 输出级采用互补对称式射极跟随器，以进 行功率放大，提高带负载的能力。
零点漂移
当放大器的环境温度或电源电压发生变化时， 晶体管的静态工作点也要随之发生变化，即使在输 入信号为零时，输出端也会出现缓慢的不规则变动， 如图8－２所示，这种现象称之为“零点漂移”。
所谓差模信号，是指两个输入信号之差，用uId表示
u Id u I1 u I2
它在差分放大管T1、T2的基极接入的是幅值相等、相位相反的
一对信号，即uI1百度文库 -uI2
所谓共模信号，是指两个输入信号的算术平均值，用uIC表示
1
uIc
2
uI1uI2
它在差分放大管T1、T2的基极接入的是幅值相等，相位相同的
基本差分式放大电路
基本差分式放大电路如图8-3所示。
图8-3基本差分式放大电路
• 工作原理 ①静态分析 UO=UC1-UC2=0 ②动态分析
u u u o u C 1 u C 2 A u 1 u I 1 A u 2 u I 2 A u I 1 I 2
•抑制零点漂移的原理
由于差分放大电路与普通的单端输入、单端输出 的放大电路不同，其输入、输出都可能是双端，为了 更好的分析差分放大电路的特性，我们定义差分放大 电路的输入信号为两种形式：差模信号和共模信号。
•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。 •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。
差模输入电阻和输出电阻
根据输入、输出电阻的定义，从图8- 4可以看出
单端输出时，差模输出电阻为 Ro Rc
共模抑制比
运放的常见应用方 法(ppt)
第8章 集成运算放大器
8.1
集成运算放大器基本组成
8.2
集成运算放大器的基本特性
8.3
放大电路中的负反馈
8.4
集成运算放大器的应用
集成运算放大器
教学目的要求
了解差动放大器，放大电路中的负反 馈，理解集成运放构成及特点，理想运放 及其分析依据(理想化条件 )，掌握运放应 用电路:比例放大、加减法，微积分运算电 路。