集成运放的基本组成部分(1)

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运算放大器论文(1)

运算放大器论文(1)

这就要求运放有好的共模抑制能力。
若将反馈电阻 Rf 和 R1 电阻去掉,就成为图 6-23b 所示的电路,该电路的输 出全部反馈到输入端,是电压串联负反馈。有 R1=∞、Rf=0 可知 vo=vi ,就是输 出电压跟随输入电压的变化,简称电压跟随器。
由以上分析,在分析运算关系时,应该充分利用“虚断”“虚短”概念,首
由于同相端接地,故反相端为“虚地”。上式可写为
因此,输出电压 uO 与输入电压 uI1、uI2、uI3 之间的关系为
即电路可完成下列数学运算
y=-(a1x1+a2x2+a3x3)
从同相端与反相端外接电阻必须平衡的条件出发,同相输入端电阻 的阻值应 为
(2).同相输入加法电路
=R1//R2//R3//RF
、失调电流温漂
2、运放的线性应用 运放的应用首先是构成各种运算电路,在运算电路中,以输入电压自变量,
以输出电压作为函数,当输入电压发生变化时,输出电压反映输入电压某种运算 的结果,因此,运放必须工作在线性区,在深度负反馈条件下,利用反馈网络可 以实现各种数学运算。
本节中的运放都是理想运放,就是说在分析时,注意使用“虚断”“虚短” 概念。
(5-1-18) 该电路有很高的输入电阻。为了提高抑制共模信号的能力,要求运放具有较 高的共模抑制比。此外,应严格选配电阻。
11
(2).利用差分输入的减法电路
电路如图 5-1-12 所示,利用叠加定理即可以很方便的求出输出与输入间的 关系。
图 5-1-12 令同相端输入信号为零,得
差分输入减法电路
可以看出同相输入加法电路是同相比例运算电路的扩展。由同相比例运 算电路式(5-1-5)可得出
8
利用叠加定理,可求出 u+与 uI1、uI2、uI3 之间的关系 则输出电压为

集成运放的基本组成部分

集成运放的基本组成部分

集成运放的基本组成部分偏置电路偏置电路的作用是向各放大级提供合适的偏置电流,确定各级静态工作点。

各个放大级对偏置电流的要求各不相同。

对于输入级,通常要求提供一个比较小(一般为微安级)的偏置电流,而且应该非常稳定,以便提高集成运放的输入电阻,降低输入偏置电流、输入失调电流及其温漂等等。

在集成运放中,常用的偏置电路有以下几种:镜像电流源也称为电流镜(Current Mirror),在集成运放中应用十分广泛,它的电路如下图所示。

电源VCC通过电阻R和VT1,产生一个基准电流IREF,由图可得然后在VT2的集电极得到相应的IC2,作为提供给某个放大级的偏置电流。

由于UBE1=UBE2,而VT1和VT2是做在同一硅片上两个相邻的三极管,它们的工艺、结构和参数都比较一致,因此可以认为由于输出恒流IC2和基准电流IREF相等,它们之间如同是镜像的关系,所以这种恒流源电路称为镜像电流源。

镜像电流源的优点是结构简单,而且具有一定的温度补偿作用。

二、比例电流源在镜像电流源的基础上,在VT1、VT2的发射极分别入两个电阻R1和R2,即可组成比例电流源,如下图所示。

由于VT1、VT2是做在同一硅片上的两个相邻的三极管,因此可以认为UBE1≈IE2R2,则IE1R1≈IE2R2如果两管的基极电流可以忽略,由上式可得可见两个三极管的集电极电流之比近似与发射极电阻的阻值成反比,故称为比例电流源。

以上两种电流源的共同缺点是,当直流电源VCC变化时,输出电流IC2几乎按同样的规律活动,因此不适用于直流电源在大范围内变化的集成运放。

此外,若输入级要求微安级的偏置电流,则所有电阻将达兆欧级,在集成电路中无法实现。

差分放大输入级集成运放的输入对于它的许多指标诸如电阻、共模输入电压、差模输入电压和共模抑制比等等,起着决定性的作用,因此是提高集成运放质量的关键。

为了发挥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。

集成电路

集成电路

1.2 集成运放的基本构成和表示符号1.2.1集成运放的基本构成集成运放是以双端为输入,单端对地为输出的直接耦合型高增益放大器,是一种模拟集成电子器件。

集成运放内部电路包括四个基本组成环节,分别是:输入级、中间级、输出级和各级的偏置电路。

对于高性能、高精度等特殊集成运放,还要增加有关部分的单元电路。

例如:温度控制电路、温度补偿电路、内部补偿电路、过流或过热保护电路、限流电路、稳压电路等。

图1—2—l所示为集成运放内部电路方框图。

由于三极管容易制造,且它在硅片上占的面积小,所以集成运放内部电路大量采用三极管代替其他元件,如用三极管代替二极管,用有源负载代替电阻负载等。

由于三极管是在相同的工艺条件下同时制造的,同一硅片上的对管特性比较相近,易获得良好的对称特性,且在同一温度场,易获得良好的温度补偿,具有很好的温度稳定性。

在集成电路中,各元件易于集成的顺序是:三极管、二极管、小的电阻、小的电容等,对于大的电阻或大的电容、电感等难以集成,可采用外接的方法。

在集成电路中,不能直接集成电感元件,如在集成电路内部需要电感时,可用其他元件(如:三极管、电阻、电容等)模拟出电感元件1,输入级为了提高集成运放的输入电阻、减小失调电压和偏置电流、提高差模和共模输入电压范围等性能,集成运放的输入级的差动输入放大电路,常采用超揖管、达林顿复合管、串联互补复合管、场效应管等。

为了获得较高的增益,减少内部电路的补偿要求,在差动输入放大级中,还采用有源负载或恒流源负载。

输入级的保护电路也是不可缺少的。

2,中间级集成运放的中间级常采用电平位移电路,将电平移动到地电平,其电路多采用恒流源、横向PNP管、稳压管、正向二极管链、电阻降压电路等。

从双端变单端的变换,常采用并联电压负反馈、有源负载、电流负反馈、PNP管等方法。

为了提高共模抑制能力、提高差模增益和提供稳定的内部工作电流,实际电路中广泛采用各种恒流源电路,如稳压管恒流源、镜像恒流源、多集电极恒流源、场效应管恒流源等。

电工 单元九 集成运放

电工 单元九 集成运放

实际特性
饱和区
(l)开环电压放大倍数为无穷大,A0→∞ (2)运算放大器差模输入电阻,rid→∞ (3)输出电阻为零,r0几乎为零
(1) 线性区的特点
理想运放工作在线性区时有两个重要的特点:“虚短”
和“虚断”。即 u+≈u- i+= i-≈0 “虚短”表示集成运放的同相输入端与反相输入端的电 压近似相等,如同将该两点虚假短路一样。若运放其中一个 输入端接“地”,则有u+≈u-=0,这时称“虚地”。 “虚断”表示没有电流流入运放(因为理想运放的差模
集成运放开环时输出级的输出电阻,称为开环输出电阻。r0愈小, 集成运放带负载的能力就愈强。由于集成运放采用互补对称式 射极输出电路,其r0较低,一般为几十到几百欧。
(4)最大输出电压UOM
在标称电源电压和额定负载电阻的情况下,能使集成运放 输出电压和输入电压保持不失真关系的最大输出电压,称 为集成运放的最大输出电压。一般为电源电压的70%左右
对于单级运放电路,反馈元件(例如Rf)接到同相输入端是正反馈,接到 反相输入端是负反馈。
反馈的其他分类
1.直流反馈和交流反馈——反馈的信号 直流反馈:反馈信号是直流分量的称为直流反馈,直流反馈 用于稳定静态工作点。 交流反馈:反馈信号是交流分量的称为交流反馈。 有时反馈信号中既含有直流分量又含有交流分量。
一、开环、闭环、反馈ห้องสมุดไป่ตู้概念
1、定义
集成运放有两个输入端,一个输出端。当输出端和输入端之间 不外接电路,即两者之间在外部是断开的,这称为开环状态 当用一定形式的网络(如R、C等)在外部将它们连接起来,这称 为闭环状态,又称为反馈状态。
反馈在电和非电领域都得到了广泛的应用。通常自动控制和自动调节 系统都是基于反馈原理构成的;在放大电路中适当引入反馈、可以改善放 大电路的性能

讲义第5章集成运算放大电路

讲义第5章集成运算放大电路

第5章集成运算放大电路(上一章介绍的用三极管、场效应管等组成的放大电路称为分立元件电子电路。

)集成电路:如果在一块微小的半导体基片上,将用晶体管(或场效应管)组成的实现特定功能的电子电路制造出来,这样的电子电路称为集成电路。

(集成电路是一个不可分割的整体,具有其自身的参数及技术指标。

模拟集成电路种类较多,本章主要介绍集成运算放大电路。

)本章要求:(1)了解集成运放的基本组成及主要参数的意义。

(2)理解运算放大器的电压传输特性,理解理想运算放大器并掌握其基本分析方法。

(3)理解用集成运放组成的比例、加减、微分和积分运算电路的工作原理。

(4)理解电压比较器的工作原理和应用。

5.1集成运算放大器简介5.1.1集成运算放大器芯片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。

集成运算放大器简称运放,是一种多端集成电路。

集成运放是一种价格低廉、用途广泛的电子器件。

早期,运放主要用来完成模拟信号的求和、微分和积分等运算,故称为运算放大器。

现在,运放的应用已远远超过运算的范围。

它在通信、控制和测量等设备中得到广泛应用。

1、集成电路的概念(1)集成电路:禾U用半导体的制造工艺,把晶体管、电阻、电容及电路连线等做在一个半导体基片上,形成不可分割的固体块。

集成电路优点:工作稳定、使用方便、体积小、重量轻、功耗小。

(2)集成电路分类:模拟、数字集成电路;单极型、双极型集成电路,小、中、大、超大规模集成电路。

①模拟集成电路:以电压或电流为变量,对模拟量进行放大、转换、调制的集成电路。

(可分为线性集成电路和非线性集成电路。

)②线性集成电路:输入信号和输出信号的变化成线性关系的电路,如集成运算放大器。

③非线性集成电路:输入信号和输出信号的变化成非线性关系的电路,如集成稳压器。

(3)线性集成电路的特点①电路一般采用直接耦合的电路结构,而不采用阻容耦合结构。

②输入级采用差动放大电路,目的是克服直接耦合电路的零漂。

集成运放的组成

集成运放的组成

集成运放的组成
集成运放实际上是一种电压放大倍数很高、输入电阻很大、输出电阻很小的多级直接耦合放大器。

它的种类许多,但内部结构相像,它主要由输入级、中间级、输出极三个部分组成。

1.输入级
输入级是打算运算放大器技术指标的关键部分。

运算放大器的输入级是由差动放大电路构成。

差动放大电路便于利用半导体集成工艺,具有对称性好、输入电阻高、可以有效地放大有用信号、抑制干扰信号等优点。

差动放大电路有两个输入端,u 为反相输入端,反相输入端加输入信号时,输出电压uo与输入电压u 相位相反;u+为同相输入端,由同相输入端加输入信号时,uo与u+相位相同。

2.中间级
中间级的主要作用是为整个电路供应足够大的电压放大倍数。

一般采纳一级或多级共放射极放大电路。

3.输出级
对输出级的要求是输出电阻低,能够为负载供应足够大的电压和电流,带负载力量强。

一般采纳互补对称功率放大电路。

此外,带有过载爱护,可以防止输出电流过大时将器件损坏。

集成运放的形状通常有二种:双列直插式和园壳式。

1。

集成运算放大器

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

集成运放的基本组成电路

集成运放的基本组成电路

集成运放的基本组成电路集成运放的形状特点→ 基本组成电路框图→ 偏置电路→ 差分放大输入级→ 中间放大级→ 互补对称输出级。

1、集成运放的形状结构介绍现在使用的运算放大器都是集成组件,应用最广泛的集成放大器是集成运算放大器(集成运放),最早用于模拟计算机,并由此而得名。

随着技术指标的不断提高和价格的日益降低,作为一种通用的高性能放大器,目前已经广泛应用于自动掌握、精密测量、通信、信号处理以及电源等电子技术应用的全部领域。

集成运放有金属圆壳式和陶瓷双列直插式等封装形式,如图5.1所示是集成运放F007和μA741的形状、管脚图。

图中:①、⑤、⑧——空脚②——反相输入端③——为同相输入端⑥——为输出端⑦——正电源端④——负电源端集成运放内部电路结构简单,而对使用者来说,须把握的是其主要性能及其连接和使用的方法,因而本章不再具体介绍其内部结构。

在详细应用中,集成运放可视为一个高增益(80~140dB)、高输入电阻、低输出电阻的多级直接耦合放大器,为了抑制零点漂移, 抵制温漂变化对电路的影响,输入级采纳了差分放大电路。

差分放大电路,有两个输入端和一个输出端。

图5.2所示是集成运放的电气符号及其管脚标准接法。

集成运算放大器内部通常包括四个组成基本部分,如图5.3方框图所示。

2、偏置电路主要作用:向各放大级供应合适的静态工作点。

各放大级对偏置电流和工作电流要求不同,差分输入级的偏置电流最小(μA 级),且要求稳定。

为此,偏置电路常采纳各种电流源电路。

应用最广泛的电流源是镜像电流源,另外还有比例电流源、微电流源等。

1.镜像电流源如图5.4是镜像电流源电路。

I R = U CC U BE R ——基准电流V T 1 、V T 2 参数对称,I B1 = I B2 = I B ,I C1 = I C2 = I C则I C = I R 2 I B = I R 2 I C β所以I C2 = I C1 = I C = I R 1+ 2 β ≈ I R (β2)2.微电流源如图5.5是微电流源电路。

集成运放的组成

集成运放的组成

集成运放的组成集成运放是一种广泛应用于电子电路中的集成电路器件。

它由多个晶体管、电阻和电容等元器件组成,能够实现放大、滤波、积分、微分等功能。

本文将从集成运放的组成、工作原理、应用领域等方面进行介绍。

一、组成集成运放主要由四个关键组成部分构成:差动输入级、高增益级、输出级和电源级。

差动输入级由两个晶体管组成,用于对输入信号进行放大和差分处理。

高增益级是集成运放的核心部分,由多个晶体管级联而成,起到放大输入信号的作用。

输出级由一个晶体管构成,负责将放大后的信号输出。

电源级则提供电源电压,使集成运放能够正常工作。

二、工作原理集成运放在工作时,将输入信号经过差动输入级进行差分放大,然后经过高增益级进行进一步放大,最后经过输出级输出。

差动输入级通过对输入信号进行差分放大,可以抑制噪声干扰,提高信号的抗干扰能力。

高增益级通过级联的晶体管放大器,将输入信号放大到较大的幅度。

输出级通过一个晶体管实现对放大后的信号的输出。

三、应用领域集成运放广泛应用于各种电子电路中,如仪器仪表、自动控制系统、通信电路等。

在仪器仪表中,集成运放可用于放大和滤波信号,提高信号的精度和稳定性。

在自动控制系统中,集成运放可用于信号放大、比较和判断等功能,实现系统的自动控制。

在通信电路中,集成运放可用于信号放大和滤波,提高通信质量和传输速率。

总结:集成运放是一种功能强大的集成电路器件,由差动输入级、高增益级、输出级和电源级等组成。

它通过差分放大、级联放大和输出放大的方式,实现对输入信号的放大和处理。

集成运放广泛应用于各种电子电路中,如仪器仪表、自动控制系统、通信电路等,提高系统的性能和稳定性。

随着科技的不断发展,集成运放在电子领域中的应用前景将更加广阔。

第9章 集成运算放大器

第9章 集成运算放大器

输入级一般采用具有恒流源的双输入端的差分放大 电路,其目的就是减小放大电路的零点漂移、提高输入 阻抗。 中间级的主要作用是电压放大,使整个集成运算放 大器有足够的电压放大倍数。 输出级一般采用射极输出器,其目的是实现与负载 的匹配,使电路有较大的功率输出和较强的带负载能力。
偏置电路的作用是为上述各级电路提供稳定合适的偏 置电流,稳定各级的静态工作点,一般由各种恒流源电路 构成。 图9-2所示为 LM 741集成运算放大器的外形和管脚图。 它有8个管脚,各管脚的用途如下: (1)输入端和输出端
第二级为反相电路,则有 R21= RF =100 kΩ 平衡电阻为 Rb2= RF∥R21 =100∥100=50 kΩ
三、减法运算电路
如果两个输入端都有信号输入,则为差分输入。差 分运算在测量和控制系统中应用很多,其放大电路如图 9-12所示。 根据叠加原理可知,uo为ui1和ui2分别单独在反相 比例运算电路和同相比例运算电路上产生的响应之和, 即
四、微分运算电路和积分运算电路
1.微分运算电路 微分运算电路如图9-13( a)所示。依据 u u ≈0,可得 iR=iC 所以
d(ui u ) u uo C dt,因此称为微分运算电路。 在自动控制电路中,微分运算电路不仅可实现数学 微分运算,还可用于延时、定时以及波形变换。如图913( b)所示,当ui为矩形脉冲时,则uo为尖脉冲。
(2)集成运算放大器同相输入端和反相输入端的输 入电流等于零(虚断)因为理想集成运算放大器的 rid→∞,所以由同相输入端和反相输入端流入集成运算 放 大器的信号电流为零,即 i i ≈0
u u
图9-3 理想集成运算放大器 的符号
图9-4 集成运算放大器的电 压传输特性

简述集成运放各组成部分的功能

简述集成运放各组成部分的功能

简述集成运放各组成部分的功能集成运放,又称为放大器,是一种基于硅的封装集成电路,具有放大输入信号的功能。

它是将多个元件,如放大器、滤波器、延迟线等,集成在一块制作的小尺寸的单片机内。

它被广泛应用在各种电子设备中,如手机、电脑、数码相机、收音机、视频机等,通过多种方式被利用来实现对信号的放大、加强或调整。

集成运放是由两个主要部件组成:结构和放大器。

结构部分包括基本原理图、接线、静电放电保护、超低噪声管和输入/输出等。

放大器是集成运放的核心部件,它的作用是负责放大和调整信号的幅度、相位和频率,以获得所需要的信号结果。

集成运放有三种不同的工作状态:功率放大、模拟放大和数字放大。

功率放大器是用来增加一个信号的功率。

在功率放大器中,放大器本身不会更改信号的波形,只会增加它的幅度。

而模拟放大器则可以更改信号的幅度和相位同时也可以放大信号的功率。

数字放大器则可以将一个信号转换成数字信号,并通过运算来精确的控制信号的功率和频率。

此外,集成运放还具有滤波器、延迟线等部件。

滤波器可以滤除多余的信号,从而提供更纯净的信号输出。

延迟线则可以将信号推迟一定的时间,从而使得信号可以在同一个系统中被正确的识别。

集成运放的功能可以总结如下:首先,它可以放大一个信号的功率;其次,它可以更改信号的幅度和相位,以达到放大的效果;再次,它可以将一个模拟信号转换成数字信号,以控制信号的功率和频率;最后,它还具有滤波器和延迟线等功能,可以控制信号的精确性和细节。

总之,集成运放具有许多不同的功能,它可以帮助电子设备实现对信号的放大、加强和调整。

因此,它在电子设备中的应用非常普遍,且这种技术仍在不断发展,以满足现代设备的多样性需求。

模电课件第四章集成运算放大电路

模电课件第四章集成运算放大电路
第四章 集成运算放大电路
§4.1集成运算放大电路概述 一、集成运放的电路结构特点
集成运算放大电路:高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。
2019/7/28
模电课件
二、集成运放的电路组成
1、输入级:运算放大器的输入级通常是差分放大电路,其主 要功能是抑制共模干扰和温漂,双极型运放中差分管通常采 用CC-CB复合管,以便拓展通频带。 2、中间级:电压放大,要求:放大倍数要尽可能大,通常采 用共201射9/7/2或8 共源电路,并采用恒模电流课源件 负载和复合管以增加电压 放大倍数。
工作在放大状态。
当T0与 T1特性参数完全一致时,由U BE0 = U BE1可推得
IB0 = IB1 = IB IC0 = IC1 = Io 由基极输入回路得,
Io
IR
VCC
U BE R
I0 2IB

I0

2

I0

所以,I0

1 1 2
IR
基准电流
输出电流


时,I0 IR 。
在集成运放电路中通常只能制作小容量(几十pF)电容,不能 制作大201容9/7/量28 电解电容,级间通常模采电课用件 直接耦合。
四、以电流源为有源负载的放大电路
在集成运放的共射(共源)放大电路中,为了提高电压放大 倍数,常用电流源电路取代Rc (或Rd ),这样在电源电压不 变的情况下,既获得合适的静态电流,又可以得到很大的等效 的Rc(或 Rd )。
(1) 运放电路的结构分解 输入级是一个差动放大电路,主要由T1、T3(共集-共基组合)
和T2、T4组成。中间放大级由T16、T17、T13组成共集—共射电路; 输出级由T14、T18 、 T19组成互补输出电路。

简述集成运放各组成部分的功能

简述集成运放各组成部分的功能

简述集成运放各组成部分的功能
集成运放是一种集成电路,主要由放大器,驱动器,比较器,运算放大器,带有低噪
声的低频部件等部分组成,其功能如下:
1.放大器:集成运放可处理任意低频信号,主要作用是放大输入信号,以达到更强有
力的输出效果;
2.驱动器:集成运放中的驱动器部件可以为放大器提供有效的驱动信号,使放大器输
出更加顺畅;
3.比较器:比较器可以使输入信号转化为数字信号,其输出和输入之间存在强耦合,
可以实现高精度的比较功能,可以比较准确的调节和控制信号的大小;
4.运算放大器:该部分可以实现双绑定的放大器,可以实现快速的反馈,并可以根
据设置的参数计算行程;
5.低噪声的低频部件:低噪声的低频部件可以从非常低的频率中滤除外部残余噪声,
从而消除因残余噪声带来的谐波,使信号更加稳定,以达到完美的声音效果。

总之,集成运放各组成部分具有放大输入信号,提供有效驱动信号,转化为数字信号,实现双绑定的放大器,滤除外部残余噪声等功能,以达到无噪声,稳定,高精度控制的目地。

简述集成运放的组成

简述集成运放的组成

简述集成运放的组成
集成运放是一种常用的电子元器件,它由多个电子元件组成。

这些元件包括晶体管、电容、电阻、二极管等。

集成运放的组成可以分为四个部分:输入级、差分放大器、输出级和电源。

输入级是集成运放的第一个部分,它主要由两个晶体管组成。

这两个晶体管构成了一个差分放大器,用于将输入信号转换为电压信号。

输入级还包括一个电容,用于滤除输入信号中的高频噪声。

差分放大器是集成运放的核心部分,它由多个晶体管、电容和电阻组成。

差分放大器的作用是将输入信号放大,并将其转换为差分信号。

差分信号是指两个输入信号之间的差值。

差分放大器还可以通过调整电阻值来改变放大倍数。

输出级是集成运放的第三个部分,它主要由一个晶体管和一个电阻组成。

输出级的作用是将差分信号转换为单端信号,并将其放大。

输出级还包括一个电容,用于滤除输出信号中的高频噪声。

电源是集成运放的最后一个部分,它主要由一个电源电容和一个电源电阻组成。

电源的作用是为集成运放提供电源电压。

电源电容可以滤除电源中的高频噪声,电源电阻可以限制电源电流。

集成运放是由多个电子元件组成的电子元器件。

它的组成包括输入级、差分放大器、输出级和电源。

每个部分都有其独特的作用,它们共同构成了集成运放的功能。

在实际应用中,我们可以根据需要
选择不同的集成运放,以满足不同的应用需求。

模拟集成运放电路的四大基本组成

模拟集成运放电路的四大基本组成

模拟集成运放电路是电子电路领域中常见的一种电路结构,它具有放大、滤波、求和、积分等多种功能。

由于其结构简单、性能稳定等特点,被广泛应用于放大器、滤波器、反馈控制系统等领域。

模拟集成运放电路的基本组成包括四个关键部分,分别是电路的输入端、输出端、反馈回路和直流供电端,下面将详细介绍每个部分的组成及其功能。

一、输入端1. 输入端包括正输入端和负输入端,它们分别对应模拟集成运放电路的两个输入信号。

正输入端通常用符号“In+”表示,负输入端通常用符号“In-”表示。

2. 输入端的基本作用是接收外部输入信号,并将其转换成电压或电流信号,输入端通常由高阻抗电路构成,以减少对外部信号源的影响。

3. 在一些特殊的应用场合,输入端还会加入偏置电压以调节运放的工作状态,以满足不同的电路需求。

二、输出端1. 输出端通常是模拟集成运放电路的最终输出端,通常用符号“Out”表示。

2. 输出端的基本作用是将输入端的信号经过放大和处理后输出到外部电路中,输出端通常有较低的输出阻抗和较高的输出功率。

3. 输出端的特点是能够提供稳定的输出信号,同时还能够适应外部负载的变化,保证输出信号的稳定性和可靠性。

三、反馈回路1. 反馈回路是模拟集成运放电路中最复杂的部分之一,它通常由正反馈回路和负反馈回路组成。

2. 正反馈回路会使运放产生振荡或非线性失真,因此一般不采用。

3. 负反馈回路是模拟集成运放电路中最常用的一种反馈方式,它能够提高运放的性能指标,如增益稳定性、频率响应等。

4. 反馈回路的基本作用是将输出信号引入到输入端,形成一个闭合反馈回路,以达到改变运放工作状态的目的。

四、直流供电端1. 直流供电端是模拟集成运放电路能够正常工作的基础,它通常由正极电源和负极电源组成。

2. 直流供电端的基本作用是为模拟集成运放电路提供稳定的电源电压,保证电路正常工作。

3. 直流供电端还需要具备一定的电流输出能力,以满足运放电路在不同工作状态下的电流需求。

集成运放电路的组成和各部分电路的功能特点

集成运放电路的组成和各部分电路的功能特点

集成运放电路的组成和各部分电路的功能特点
集成运算放大电路是一种直接耦合的多级放大电路。

它的放大倍数非常高、输入电阻也高,输出电阻低,应用非常广泛。

它的内部电路比较复杂,但一般由四部分组成:偏置电路、输入级电路、输出级电路和中间级电路。

各部分电路特点为:
1).输入级:
一般由差放电路组成,它的特点是:输入电阻高,放大共模信号,抑制差模信号。

2).输出级:
一般由互补对称电路组成,它的特点是输出电阻小,输出功率大,带负载能力强。

3).中间级:
一般由共射放大电路组成,它的特点是电压放大倍数高。

4).偏置电路:
一般由恒流源电路组成,它的特点是能提供稳定的静态电流,动态电阻很高,还可作为放大电路的有源负载。

集成运算放大电路有两个输入端、一个输出端,电路符号为:
名词解释:
一:直接耦合方式
直接耦合:将前一级的输出端直接连接到后一级的输入端。

直接耦合方式的缺点:采用直接耦合方式使各级之间的直流通路相连,因而静态工作点相互影响。

有零点漂移现象。

直接耦合方式的优点:具有良好的低频特性,可以放大变化缓慢的信号;由于电路中没有大容量电容,易于将全部电路集成在一片硅片上,构成集成电路。

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第三章 集成运算放大器

第三章 集成运算放大器
ro rof 0 1 AF
阻RP为vi=0时反相输入端的等 效电阻: RP= R1// RF,称为补
偿电阻或平衡电阻。
反相放大器的特点:


运放的反相输入端虚地,其共模输入电压可视为零,因此, 电路对运放的共模抑制比要求不高。 由于并联负反馈的作用,使反相放大器的输入电阻减小。 虽然实际运放的输出电阻不为零,但由于电压负反馈的作 用,使反相放大器的输出电阻很小,近似为零。因此,反 相放大器的带负载能力很强。
vo AV 0 (v v )
而AV 0 , vo为有限值, 所以, v ) 0, (v 故 v v
v+ v-
i+
+ -
vo A
i-
“虚短”:运放的同相输入端和反相输入端的电位“无 穷”接近,好象短路一样,但却不是真正的短路。
因为rid , vi v v为有限值, 所以,i i 0
本节主要内容: 理想运放的特性; 理想运放工作于线性区的“两虚”的现象; 三种基本放大器。
3.4 基本运算电路
3.4.1 加、减法电路
一、加法电路 类似反相放大器,电路处于 深度负反馈条件下,虚短(虚 地)和虚断成立。
iF i1 i2 i3
反相加法电路
vO iF RF (
结论: • 三运放电路是差动放大 器,放大倍数可变。 • 由于输入均在同相端, 此电路的输入电阻高。
2 R RW (vi 2 vi1 ) RW
R2 vo ( vo 2 vo1 ) R1
R2 2 R RW vo (vi 2 vi1 ) R1 RW
3.4.2积分和微分运算电路
A2组成差分输入放大器,有

运算放大器

运算放大器

RF uo ui 1 R1 RF (1 uo ) u R1
R3 RF (1 ) ui 2 R1 R2 R3
+ ui1 + ui2 R2 – –
R1
– u+ + + R3
+ uo –
uo uo uo
R3 RF RF (1 ) ui 2 ui 1 R1 R2 R3 R1
电工电子教学部
例:电路如下图所示,已知 R1= 10 k ,RF = 50 k 。 求:1. Auf 、R2 ; 2. 若 R1不变,要求Auf为 – 10,则RF 、 R2 应为 多少? RF
R1 R2 – + + 解:1. Auf = – RF R1 = –50 10 = –5 uo – +
+ uo –
RF R1 Ri1 Ri2
电工电子教学部

+
+

+ uo –
RF Ri 2 Ri 1 uo (1 )( ui 1 ui 2 ) R1 Ri 1 Ri 2 Ri 1 Ri 2
2、减法运算电路 RF + ui1 + ui2 R2 – – R1
– + + R3

常用做测量 分析方法1: 放大电路 由虚断可得: + uo –
电工电子教学部
三、集成电路器件命名及主要性能指标
国标 GB-3430-82 对集成电路的规定
第一部分 字 母 符号国标 符 号 C 意 义 符 号 T H E C F D W J B 第二部分 字 母 器件类型 意 义 TTL HTL ECL CMOS 线性放大 音响电视 稳压器 接口电路 非线性 第三 部分 数字 品种 符 号 C E R M 第四部分 字 母 工作条件 意 义 0 ~ 70C -40 ~ 85C -55 ~ 85C -55 ~125C 符 号 W B F D P J K T 第五部分 字 母 封 装 意 义 陶瓷扁平 塑料扁平 全封闭扁平 陶瓷直插 塑料直插 黑陶瓷直插 金属菱形 金属圆形

简述集成运放各组成部分的功能

简述集成运放各组成部分的功能

简述集成运放各组成部分的功能
集成运放(IntegratedOperationalAmplifier,或称IOA)是一种由多个组件组成的电子元件,可以在一小块空间内实现多种功能。

它将多种功能集成在一起,占用的空间比单独组件小得多,在一定程度上提高了电子行业的效率和可靠性。

集成运放的组成部分包括电源电路、输入放大器、输出放大器、运算放大器和滤波电路。

电源电路主要用于检测和维护集成运放的电源电压,以保证其正常工作。

有些电源电路还可以用于增加运放的工作范围,如降低振荡特性。

输入放大器是集成运放中相当重要的组成部分,它们可以增强输入信号,使其能够被输出部件处理。

它们还可以限制信号的信噪比,以防止失真产生。

输出放大器可以把输入放大器处理过的信号进行放大,使它能够驱动负载,并且可以根据负载的变化自动调整输出电压。

运算放大器可以把多个输入信号进行算术运算,对放大器的使用提供了更大的灵活性,因此,一个集成运放可以实现更多功能。

滤波电路可以消除外部电源和电子设备之间的干扰或噪音,以免影响设备的正常工作。

总之,集成运放是由多个组成部分组成的电子元件,可以在一小块空间内实现多种功能。

它的主要组成部分包括电源电路、输入放大器、输出放大器、运算放大器和滤波电路。

因其可以减少空间占用,提高效率和可靠性,集成运放已经在电子行业得到广泛应用。

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1 1
2
0.73 1
1
2
mA
0.365mA
④ 可认为 IC11 ≈ IREF 。
VT12
+VCC
VT13
IC10

VT11
-VEE
R4
UT IC10
ln
IC11 IC10
26 103 28 106
0.73 103 ln 28 106
3103 3k
Au1ΔuId
ΔuO = ΔuC1 – ΔuC2
= 2 ΔuC1
Ad =
ΔuO ΔuId
= Au1
=

1 2
Au1ΔuId
牺牲一个放大管的放大倍数换取对零点漂移的抑制,
但不理想,因电路不可能完全对称,
单端输出时失去对零点漂移的抑制能力。
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共模放大倍数 共模抑制比
Ac
=
Δuo Δuic
2IB Ic1
IC2
IE1R1 ≈ IE2R2
IB1
VT1 +
IE1
-UBE1
IB2
+ VT2
UBE2
-
IE2
IC2 ≈
R1 R2
IC1 ≈
R1
R1 R2
REF
UBE1 ≈ UBE2
R2
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3. 微电流源
UBE1 – UBE2 = IE2Re
UBE
IC IS(e UT 1)
≈ IC2Re
uId uI1 uI2 1
uIc 2 (uI1 uI2 )
[例5.3.2] uI1 = 5 mV, uI2 = 1 mV
则: uId = 4 mV
uIc = 3 mV
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(3)差模电压放大倍数、共模电压放大倍数和共模抑制比
差模电压放大倍数 Ad
ΔuC1 = - ΔuC2 =
1 2
Rc
+ uO -
Rc
VT1 VT2
+VCC
Re -VEE
补偿Re 上的直流压降,
提供静态基极电流
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(2) 静态分析
βIBQ
仿真
VCC
+
uid
-
- ICQ Rc
R
+1 -2
uid
+1 -2
uid
R
IC
IB
Rc
UC
+ uO
+
VT1
UBE
-
Re
IC +VCC
- Rc
UC IB
VT2
+
-UBE
UB
2IE
-
-VEE
VEE - UBEQ R + 2(1+ β)
IBQ R
Re
IBQR + UBEQ + 2 IEQRe = VEE
共模输入 电压
Rb
Rc
+ uO -
Rc
Rb
R
R
VT1 VT2
+
uIc-
共模输入电压 uIc
两个输入电压大小相等、极性也相同。
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实际上,在差分放大电路的两个输入端加上任意大小、任意极
性的输入电压uI1和uI2 ,都可以将它们认为是某个差模输入电
压和某个共模输入电压的组合。
其中差模输入电压uId和共模输入电压uIc的值分别为:
第三节 集成运放的基本组成部分
偏置电路 差分放大输入级 中间级 输出级
下页 总目录
集成运放的基本组成部分
克服零 点漂移
提供电压 放大倍数
输入级
中间级
提供负载所 需功率及效

输出级
偏置电路 集成运放的基本组成
向各放大级 提供合适的 偏置电流
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一、偏置电路
1. 镜像电流源
+VCC IREF
UBE ≈ UT ln
IC IS
+VCC R
IREF 2IB
Ic1
IB1
VT1 +
-UBE1
IC2
IB2
+ VT2
UBE-2 Re
IE2
UBE1 – UBE2
≈ UT ( ln
IC1 IS1
IC2
– ln IS2
)
≈ IC2 Re
l UT
n
IC1 IC2
≈ IC2 Re
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[例5.3.1] 图示为集成运放LM741偏置电路的一部分,假设VCC = VEE =15V ,所有三极管的UBE =0.7V ,其中NPN三极管的β>>2, 横向PNP三极管的β= 2 ,电阻R5 =39kΩ 。
①估算基准电流IREF ;
②分析电路中各三极管组成何种电流
源;
③估算VT13的集电极电流IC13 ;
IC10
④若要求IC10 =28μA,试估算电阻R4的 VT10
阻值。
R4
VT12
+VCC
VT13
R5 IREF
IC13
VT11
-VEE
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解: ①由图可得
VT12
+VCC
VT13
I REF
VCC
VEE R5
2U BE
15 15 2 0.7 mA 39
0.73mA
Ic10
R5 IREF
Ic13
VT10
R4
VT11
-VEE
② VT12与VT13组成镜像电流源,
VT10 、 VT11与R4组成微电流源。
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③不能简单认为Ic13 ≈ IREF 。
I C13
I REF
对称差分放大电路对两管所产生的同向漂移都有抑制作 用。
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(2)差模输入电压和共模输入电压
差模输入 + 电压
uid
-
Rb1
R1
+1 -2
uid
+1 -2
uid
Rc1 + uO -
Rc2
VT1
VT2
R2
差模输入电压 uId
两个输入电压大小相等、极性相反。
+VCC Rb2
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+VCC
静态时,ui1 = ui2 = 0 uO= uC1 - uC2 = 0
温度变化时, uC1
+
和uC2 变化一致, u
O 保持不变。
uid
-
Rb1
R1
+1 -2
uid
+1 -2
uid
Rc1 + uO -
Rc2
VT1
VT2
+VCC Rb2
R2
当温度升高时ICUC (两管变化量相等)
uo= (uC1 + uC1 ) - (uC2 + uC2 ) = 0
共模抑制比
KCMR
Ad Ac
差模放大倍数
KCMR (dB) 20lg
Ad Ac
( 分贝
)
共模放大倍数
KCMR越大,说明差放分辨
差模信号的能力越强,而抑制 共模信号的能力越强。
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2. 长尾式差分放大电路 (1) 电路组成
R
+
uid
-
+1 -2
uid
+1 -2
uid
R
引入共模负反馈 降低单管零点漂移 提高了共模抑制比
VCC - UBE1 R
R
IC2
I REF
1 1
2
2IB
IC2
IC1
IB1
IB2
IREF - 2IB
当β >>2 时
VT1 +
UBE1
+
VT2
UBE2
IC2 ≈ IREF
=
VCC
- UBE1 R
-
-
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2. 比例电流源
UBE1 + IE1R1
+VCC IREF
R
R1 R2
IREF
= UBE2 + IE2R2
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二、差分放大输入级
1. 基本形式差分放大电路
+VCC
(1)电路组成
Rb1
Rc1 + uO -
Rc2
Rb2
两个输入、两
R1
个输出
两管静态工作 点相同
+
uid
-
+1 -2
uid
+1 -2
uid
VT1
VT2
R2
电路结构对称,在理想的情况下,两管的特性及对应电阻 元件的参数值都相等。
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