集成运算放大器-复习ppt
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集成运算放大器电路-模拟电子电路-PPT精选全文完整版
第4章 集成运算放大器电路
4―3―2差动放大器的工作原理及性能分析 基本差动放大器如图4―12所示。它由两个性能参
数完全相同的共射放大电路组成，通过两管射极连接 并经公共电阻RE将它们耦合在一起，所以也称为射极 耦合差动放大器。
I UE (UEE ) UEE 0.7
RE
RE
第4章 集成运算放大器电路
IC2
R1 R2
Ir
(4―7) (4―8)
第4章 集成运算放大器电路
可见，IC2与Ir成比例关系，其比值由R1和R2确定。 参考电流Ir现在应按下式计算：
UCC
Ir
UCC U BE1 Rr R1
UCC Rr R1
(4―9)
Ir
Rr
IC2
IB1
V1
＋
UBE1 －
IE1
R1
IB2 ＋
UBE2 － R2
(4―11)
Ir
IC1
IB3
IC1
IC3
IC1 IC2,
IC3
3 1 3
IE3
IE3
IC2
IC1
1
IC2
2
若三管特性相同，则β1=β2=β3=β,求解以上各
式可得
IC3
(1 2ຫໍສະໝຸດ 222)Ir
(4―12)
第4章 集成运算放大器电路
利用交流等效电路可求出威尔逊电流源的动态内阻
Ro为
Ro 2 rce
4―2 电流源电路
电流源对提高集成运放的性能起着极为重要的作 用。一方面它为各级电路提供稳定的直流偏置电流， 另一方面可作为有源负载，提高单级放大器的增益。 下面我们从晶体管实现恒流的原理入手，介绍集成运 放中常用的电流源电路。
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
集成运算放大电路精课件(1).ppt
0
iF
uo R
i1
C
dui dt
i1 iF
uo
RC
dui dt
t
t 31
HOME
运算电路要求
1. 熟记各种单运放组成的基本运算电路的电 路图及放大倍数公式。
2. 掌握以上基本运算电路的级联组合的计算。 3. 会用 “虚开路(ii=0)”和“虚短路(u+=u–) ”
分析给定运算电路的 放大倍数。
3. 同相输入的共模电压高，反相输入的共模电 压小。
HOME
26
4.积分运算电路
iF C
i1 ui
R
R2
-
+
+
例一
uo
i1
ui R
iF
C
duo dt
uo
1 RC
uidt
由于是反相积分故为负
HOME
27
如果积分器从某一时刻输入一直流电压，输出将反向 积分，经过一定的时间后输出饱和。
uo
1 RC
38
电压表扩大量程
100mV
1mV表头
10mV 1mV
R3
分压电阻的计算
_
R2
+ IG
取R1=100k
R1
+
RG F
R1 10mV 1mV
RF
R1 R2
图8.30 多量程直流电压表
R1
100 mV 1mV
R1 R2 R3
R2=900k, R3=1M
HOME
39
（2）. 电流测量 表头的满偏电压
uI 2 )
( 20 5
1
20 10
2)
8V
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）
第4章-掌握集成运算放大器ppt课件(全)全篇
2 B
B1 B2
☆ 输入偏置电流IB是衡量差动管输入电流绝对值大小的标志
4.1.3 集成运放大器的主要参数
1. 输入误差特性
➢ 输入失调电流IOS
定义：零输入时，两输入偏置电流IB1、IB2之差称为输入失调电流， 即IOS =|IB1IB2|。
IOS反映了输入级差动管输入电流的对称性，一般希望IOS越小越好。 普通运放的IOS约为1nA0.1A。
✓UIO = 0、IIO = 0、 UIO = IIO = 0；
✓输入偏置电流 IIB = 0； ✓- 3 dB 带宽 fH = ∞ ，等等
4.1.4 集成运放的理想化模型
2. 理想运放的工作特性
理想运放的电压传输特性如图10-5所示。它分为线性区和非线
性区。
➢线性区
当理想运放工作于线性区时，VO=Ad(VPVN)， 而Ad，因此VP VN) =0、VP=VN，又由输入电阻 Rid可知，流进运放同相输入端和反相输入端的
uO
+UOP
P
理想特 性
电流IP、IN为IP = IN =0；可见，当理想运放工作于线 性区时，同相输入端与反相输入端的电位相等，流 进同相输入端和反相输入端的电流为0。 IP = IN =0就 是VP和VN两个电位点短路，但是由于没有电流， 所以称为虚短路，简称虚短；而IP = IN =0表示流过 电流IP 、 IN的电路断开了，但是实际上没有断开， 所以称为虚断路，简称虚断。
4.1.3 集成运放大器的主要参数
2. 开环差模特性参数
➢-3dB带宽
定义：输入正弦小信号时， Aod是频率的函数，随着频率的增 加而下降。当下降3dB时所对应的信号频率称为-3dB带宽。一般运 放的-3dB带宽为几Hz几kHz，宽带运放可达到几MHz。
集成运算放大电路PPT培训课件
低功耗技术
随着便携式电子设备的普及，低功耗技术成为集成运算放大电路的 重要发展方向，有助于延长设备使用时间。
应用领域拓展
01
02
03
物联网应用
随着物联网技术的发展， 集成运算放大电路在传感 器信号处理、无线通信等 领域的应用越来越广泛。
医疗电子
集成运算放大电路在医疗 电子领域的应用逐渐增多， 如生理信号监测、医学影 像设备等。
详细描述
在高精度测量系统中，集成运算放大电路主要用于信号 调理和信号转换，如电压跟随、跨阻放大等。为了获得 更高的测量精度和更低的误差，需要选用具有低噪声、 低失真、低漂移等性能指标的高品质集成运算放大器， 并通过合理的电路设计和参数调整，实现高精度的测量 结果。同时，还需要注意集成运算放大器的供电电源和 接地方式，以减小电源噪声和接地干扰对测量精度的影 响。
详细描述
音频信号处理应用中，集成运算放大电路常被用于前置放大、功率放大等环节， 实现对声音信号的采集、传输、处理和播放。通过合理选用集成运算放大器，可 以有效地提高音频信号的质量，增强声音的清晰度和动态范围。
案例二：传感器信号放大电路设计
总结词
传感器信号放大电路是集成运算放大电 路的又一典型应用，通过对传感器输出 信号的放大，实现信号的远距离传输和 精确测量。
解决方案
为提高集成运算放大电路的稳定性，可以采取一系列措施，如加入负 反馈、调整元件参数、改善电源供电等。
线性范围问题
总结词
集成运算放大电路的线性范围是 指输入信号在一定范围内时，输 出信号与输入信号呈线性关系。
详细描述
集成运算放大电路的线性范围受 到电子元件性能的限制，当输入 信号过大或过小，超过一定范围 时，输出信号与输入信号不再呈
随着便携式电子设备的普及，低功耗技术成为集成运算放大电路的 重要发展方向，有助于延长设备使用时间。
应用领域拓展
01
02
03
物联网应用
随着物联网技术的发展， 集成运算放大电路在传感 器信号处理、无线通信等 领域的应用越来越广泛。
医疗电子
集成运算放大电路在医疗 电子领域的应用逐渐增多， 如生理信号监测、医学影 像设备等。
详细描述
在高精度测量系统中，集成运算放大电路主要用于信号 调理和信号转换，如电压跟随、跨阻放大等。为了获得 更高的测量精度和更低的误差，需要选用具有低噪声、 低失真、低漂移等性能指标的高品质集成运算放大器， 并通过合理的电路设计和参数调整，实现高精度的测量 结果。同时，还需要注意集成运算放大器的供电电源和 接地方式，以减小电源噪声和接地干扰对测量精度的影 响。
详细描述
音频信号处理应用中，集成运算放大电路常被用于前置放大、功率放大等环节， 实现对声音信号的采集、传输、处理和播放。通过合理选用集成运算放大器，可 以有效地提高音频信号的质量，增强声音的清晰度和动态范围。
案例二：传感器信号放大电路设计
总结词
传感器信号放大电路是集成运算放大电 路的又一典型应用，通过对传感器输出 信号的放大，实现信号的远距离传输和 精确测量。
解决方案
为提高集成运算放大电路的稳定性，可以采取一系列措施，如加入负 反馈、调整元件参数、改善电源供电等。
线性范围问题
总结词
集成运算放大电路的线性范围是 指输入信号在一定范围内时，输 出信号与输入信号呈线性关系。
详细描述
集成运算放大电路的线性范围受 到电子元件性能的限制，当输入 信号过大或过小，超过一定范围 时，输出信号与输入信号不再呈
集成运算放大器总结复习 12页PPT文档
( u1 R1
uo R2
)
i2
( u1 R1
uo R3
)
i1i2R uo 2R uo 3R R 22 R R 33uo
uo
R2R3 R2 R3
(i1
i2)
例4：设计一个加减运算电路， RF=240k，使 uo=10ui1+ 8ui2 - 20ui3
解: (1) 画电路。
例题（习题）
例1：判断下图中有哪些反馈回路，是交流反馈还是直流反馈？
解：根据反馈到输入端的信号是交流还是直流或同时存
在，来进行判别。
交、直流反馈
ui C 1
Rf
－∞
+A +
R1
R2
C2
注意电容的“隔直通交”作用！
uo
交流反馈
例2:图示电路，A为理想运放，写出电压uo的表达式。
解：由虚断知，运放同相输入端
的净输入电流近似为0。容易出现的问题是，误认 为运放输出端的电流也是0。
例3：如图所示电路，请写出输出电压uO与输入电流i1和 i2之间的关系式。
解：设运放A1的输出信号 为u1、反相输入端信号为 uN1，运放A2的反相输入端 信号为uN2。两级运放均构 成了负反馈，满足“虚短 ”、“虚| |A| 1|AF|
75
(2) d|Af | d|A| 1
Af |A| 1|AF|
dAf dA 1 2% 0 1 5% Af A1AF 130 0 0 .01
例6：试求下图的放大倍数，设RF>>R4.
解：
又
例7：试求下图uo与ui1和ui2之间的关系式.
解:由A1得
uo1
(1
RF R1
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
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。
电路与电子技术第09章-集成运算放大电路课件.ppt
R1
0
•
0
Uo
U• i R
0
C
R3 C
R2
fo为带通滤波电路的中心频率 fL为通频带上限频率
•
20lg Au
•
20lg Aup
•
0.707 20lg Aup
fH为通频带下限频率
O
fL f0 fH
f 15
第9章 集成运算放大电路
有源带阻滤波器
iF RF
R1
0
•
0
Uo
U• i
C
0
C
R
R
2C
R/2
fo为带阻滤波电路的中心频率
理想运放的输入电流等于零，即“虚断”。
当理想运放工作在非线性区域时
理想运放的输入电流等于零，即“虚断”。
输入电压u+和u-可以不等
u u 时， uo Uom
u u 时， uo Uom
4
第9章 集成运算放大电路
§2 集成运放的信号运算
一、 比例运算电路
虚短 u u 0
iF RF
虚断 iI iF
§3 集成运放的信号处理
一、有源滤波器
低通滤波器LPF 高通滤波器HPF 带通滤波器BPF 带阻滤波器BEF
12
第9章 集成运算放大电路
有源一阶低通滤波器
iF RF
R1
U• i
R
0 0
0
C
通带电压放大倍数
U• o
Aup
1
RF R1
通带截至频率
1
f0 2RC
•
20lg Au
•
20lg Aup
•
0.707 20lg Aup
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
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
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+
R4
当 Rf =R1 =R2 =R3 时
Uo Uo = -（Ui1 + Ui2 +Ui3 ）
反相求和
反相加法运算电路
平衡电阻 R4＝R1//R2//R3//Rf
Uo(R R1 f Ui1R R2 f Ui2R R3 f Ui3)
(R R 1 f U i1)(R R 2 f U i2)(R R 3 f U i3)
反相比例运算电路
要求掌握： 1、UO的计算 2、平衡电阻的计算
同相比例运算电路
反相加法运算电路
减法运算电路
-
同相加法运算电路
R1
Ui
Rf
_ A
+
R2
反相比例运算电路
※
Uo
Rf R1
Ui
Uo
当 Rf =R1时， Uo = - Ui
反相器
问题：R2=？ ∵ 集成运放的输入端是差动放大电路
∴ 要求两个输入端完全对称
被比较电压 门限电压UR
① ui > 0 U+> U- Uo= +Uom
U+
+
-VCC
集成运算放大器
Uo
+VCC
理想运放的特点： Uo 1、 rid→∞ ro→0
※ I+ = I- = 0 2、开环电压放大倍数 Auo→∞
Ui = U+-U① U+> U- Ui > 0 Uo= +Uom=+VCC ② U+< U- Ui < 0 Uo= -Uom=-VCC
-VCC
Ui =U+-U-
※
Uo
(1
Rf R0
)U
问题：U+ =?
两节点电压公式
Ui1 Ui2 Ui2
U
R1 1
R1 11
R1 1
-
R1 R2 R3 R4
Rf
R0
_
Ui 1
R1
U+
A +
Ui 2
R2
Ui 3
R3
R4
同相加法运算电路
输入端电阻平衡条件： R0 //Rf ＝R1//R2//R3//R4
RP＝R1//R2//R3//R4
增大电压放大倍数
电压比较器
非线性区 集成运放电压传输特性曲线
在开环或正反馈状态下 -
一、集成运放在线性区的应用 运算电路
负反馈状态
Rf 接在U-和Uo 之间
运算电路：反相比例运算、同相比例运算、加法运算、减法运算
反相比例运算电路
同相比例运算电路
减法运算
加法运算
-
问题：如何区分？
一、集成运放在线性区的应用
UO3=
6 12
U-
01
+
(1162)U02 = -11V
二、集成运放在非线性区的应用 开环或正反馈状态
+VCC
U-
_
电压放大倍数非常大
A
U+
+
Uo +Uom
-VCC
Uo
令 Ui = U+-U-
① U+> U② U+< U-
Ui > 0 Ui < 0
Uo= +Uom =+VCC Uo= -Uom =-VCC
电路与电子学
授课教师：黄昉菀
-
下篇 模拟电子技术
第一章 半导体器件 第二章 基本放大电路 第三章 负反馈放大电路 第四章 功率放大电路 第五章 集成运算放大器 第六章 集成直流稳压电源
-
第五章 集成运算放大器
集成运算放大器的内部是一个直接耦合多级放大电路。 它包括了输入级、中间级、输出级三个部分
现实生活中的集成运放达不到这么 高的开环电压放大倍数
-
理想运放电压传输特性曲线
+VCC
U-
_
A
U+
+
-VCC
集成运算放大器
集成运放的应用： Uo 1、在线性区的应用
ui对uo有控制作用 运算电路 减小电压放大倍数
+VCC
Uo 非线性区
应工作在负反馈状态下
线性区
-VCC
2、在非线性区的应用
Ui =U+-U-
同相加法运算
一个从 U- 输入，另一个从 U+ 输入
要求掌握：1、UO的计算 2、平衡电阻的计算-
减法运算
9-5
平衡电阻R
R＝6//3//4//24
叠加原理
A1:反相加法运算 A2:同相比例运算 A3:减法运算
UO1=
24 6
2 +
24 （ 6）+
3
24 4
6
=4V
UO2
(14)(3) 4
=
-6V
减法运算
(1R R1 f )R2R 3R3Ui2(R R1 f Ui1)
Ui2单独作用U+
Ui1单独作用
叠加原理
-
集成运放的应用总结： 1、在线性区的应用 在负反馈状态
运算电路
单一信号 输入信号
多个信号
从 U- 输入 反相比例运算
从 U+ 输入 同相比例运算
全部从 U- 输入
反相加法运算
全部从 U+ 输入
若在一个输入端输入一个变化电压
在另一个输入端输入一个固定电压
Ui = U+-U-
-Uom
电压传输特性曲线
可以根据输出值，比较其大小
电压比较器 -
基准电压或门限电压 UR
二、集成运放在非线性区的应用 开环或正反馈状态
电压比较器：过零比较器、任意电压比较器、迟滞电压比较器
ui
R1
_
ui
R2
A
+
uo
U+= ui U-= 0
∴ R2称为输入平衡电阻 =另一个输入端除源后的等效电阻
∴ R2 = R1//Rf
-
3;
同相比例运算电路
※
Uo
(1
Rf R1
)U
Uo
(1
Rf R1
)Ui
当 Rf =0 、 R1=∞时
短路
开路
Ui
-
_
A
Uo
+
Uo = Ui 电压跟随器
Ui 1
R1
Ui 2
R2
Ui 3
R3
Rf
_ A
Uo (1R R0f )U (Ri11U Ri22U Ri33)RP
同相比例运算
※
Uo
(1
Rf R0
)U
问题：U+ =?
两节点电压公式
Ui1 Ui2 Ui2
U
R1 1
R1 11
R1 1
-
R1 R2 R3 R4
Ui 1
R1
Ui 2
R2
Rf
_
U+
A
+
R3
Uo Uo(1R R1 f )R2R 3R3Ui2R R1 f Ui1
叠加原理
Ui1单独作用 Ui2单独作用 - Ui3单独作用
Rf
R0
_
Ui 1
R1
U+
A +
Ui 2
R2
Ui 3
R3
R4
同相加法运算电路
-
+ Ui1
U+
R1
-
+ Ui2
-
R2
+ Ui3
R4 R3
RP＝R1//R2//R3//R4
Uo (1R R0f )U (Ri11U Ri22U Ri33)RP
同相比例运算
能抑制零点漂移问 电压放 功率放 题的差动放大电路 大电路 大电路
+VCC
① u+: 同相输入端 uo与u+同相
u-
_
② u- : 反相输入端 uo与u-反相
A
u+
+
uo ③ 输入信号可以是交流信号也可以 是直流信号（直接耦合）
-VCC
④- +VCC 和-VCC 可以忽略不画
+VCC
U-
_
rid A
负反馈状态
Rf 接在U-和Uo 之间
运算电路：反相比例运算、同相比例运算、加法运算、减法运算
区分方法：看输入信号 单一信号
输入信号
从 U- 输入 反相比例运算
从 U+ 输入 同相比例运算
全部从 U- 输入
反相加法运算
多个信号 全部从 U+ 输入
同相加法运算
一个从 U- 输入，另一个从 U+ 输入
-
减法运算
R4
当 Rf =R1 =R2 =R3 时
Uo Uo = -（Ui1 + Ui2 +Ui3 ）
反相求和
反相加法运算电路
平衡电阻 R4＝R1//R2//R3//Rf
Uo(R R1 f Ui1R R2 f Ui2R R3 f Ui3)
(R R 1 f U i1)(R R 2 f U i2)(R R 3 f U i3)
反相比例运算电路
要求掌握： 1、UO的计算 2、平衡电阻的计算
同相比例运算电路
反相加法运算电路
减法运算电路
-
同相加法运算电路
R1
Ui
Rf
_ A
+
R2
反相比例运算电路
※
Uo
Rf R1
Ui
Uo
当 Rf =R1时， Uo = - Ui
反相器
问题：R2=？ ∵ 集成运放的输入端是差动放大电路
∴ 要求两个输入端完全对称
被比较电压 门限电压UR
① ui > 0 U+> U- Uo= +Uom
U+
+
-VCC
集成运算放大器
Uo
+VCC
理想运放的特点： Uo 1、 rid→∞ ro→0
※ I+ = I- = 0 2、开环电压放大倍数 Auo→∞
Ui = U+-U① U+> U- Ui > 0 Uo= +Uom=+VCC ② U+< U- Ui < 0 Uo= -Uom=-VCC
-VCC
Ui =U+-U-
※
Uo
(1
Rf R0
)U
问题：U+ =?
两节点电压公式
Ui1 Ui2 Ui2
U
R1 1
R1 11
R1 1
-
R1 R2 R3 R4
Rf
R0
_
Ui 1
R1
U+
A +
Ui 2
R2
Ui 3
R3
R4
同相加法运算电路
输入端电阻平衡条件： R0 //Rf ＝R1//R2//R3//R4
RP＝R1//R2//R3//R4
增大电压放大倍数
电压比较器
非线性区 集成运放电压传输特性曲线
在开环或正反馈状态下 -
一、集成运放在线性区的应用 运算电路
负反馈状态
Rf 接在U-和Uo 之间
运算电路：反相比例运算、同相比例运算、加法运算、减法运算
反相比例运算电路
同相比例运算电路
减法运算
加法运算
-
问题：如何区分？
一、集成运放在线性区的应用
UO3=
6 12
U-
01
+
(1162)U02 = -11V
二、集成运放在非线性区的应用 开环或正反馈状态
+VCC
U-
_
电压放大倍数非常大
A
U+
+
Uo +Uom
-VCC
Uo
令 Ui = U+-U-
① U+> U② U+< U-
Ui > 0 Ui < 0
Uo= +Uom =+VCC Uo= -Uom =-VCC
电路与电子学
授课教师：黄昉菀
-
下篇 模拟电子技术
第一章 半导体器件 第二章 基本放大电路 第三章 负反馈放大电路 第四章 功率放大电路 第五章 集成运算放大器 第六章 集成直流稳压电源
-
第五章 集成运算放大器
集成运算放大器的内部是一个直接耦合多级放大电路。 它包括了输入级、中间级、输出级三个部分
现实生活中的集成运放达不到这么 高的开环电压放大倍数
-
理想运放电压传输特性曲线
+VCC
U-
_
A
U+
+
-VCC
集成运算放大器
集成运放的应用： Uo 1、在线性区的应用
ui对uo有控制作用 运算电路 减小电压放大倍数
+VCC
Uo 非线性区
应工作在负反馈状态下
线性区
-VCC
2、在非线性区的应用
Ui =U+-U-
同相加法运算
一个从 U- 输入，另一个从 U+ 输入
要求掌握：1、UO的计算 2、平衡电阻的计算-
减法运算
9-5
平衡电阻R
R＝6//3//4//24
叠加原理
A1:反相加法运算 A2:同相比例运算 A3:减法运算
UO1=
24 6
2 +
24 （ 6）+
3
24 4
6
=4V
UO2
(14)(3) 4
=
-6V
减法运算
(1R R1 f )R2R 3R3Ui2(R R1 f Ui1)
Ui2单独作用U+
Ui1单独作用
叠加原理
-
集成运放的应用总结： 1、在线性区的应用 在负反馈状态
运算电路
单一信号 输入信号
多个信号
从 U- 输入 反相比例运算
从 U+ 输入 同相比例运算
全部从 U- 输入
反相加法运算
全部从 U+ 输入
若在一个输入端输入一个变化电压
在另一个输入端输入一个固定电压
Ui = U+-U-
-Uom
电压传输特性曲线
可以根据输出值，比较其大小
电压比较器 -
基准电压或门限电压 UR
二、集成运放在非线性区的应用 开环或正反馈状态
电压比较器：过零比较器、任意电压比较器、迟滞电压比较器
ui
R1
_
ui
R2
A
+
uo
U+= ui U-= 0
∴ R2称为输入平衡电阻 =另一个输入端除源后的等效电阻
∴ R2 = R1//Rf
-
3;
同相比例运算电路
※
Uo
(1
Rf R1
)U
Uo
(1
Rf R1
)Ui
当 Rf =0 、 R1=∞时
短路
开路
Ui
-
_
A
Uo
+
Uo = Ui 电压跟随器
Ui 1
R1
Ui 2
R2
Ui 3
R3
Rf
_ A
Uo (1R R0f )U (Ri11U Ri22U Ri33)RP
同相比例运算
※
Uo
(1
Rf R0
)U
问题：U+ =?
两节点电压公式
Ui1 Ui2 Ui2
U
R1 1
R1 11
R1 1
-
R1 R2 R3 R4
Ui 1
R1
Ui 2
R2
Rf
_
U+
A
+
R3
Uo Uo(1R R1 f )R2R 3R3Ui2R R1 f Ui1
叠加原理
Ui1单独作用 Ui2单独作用 - Ui3单独作用
Rf
R0
_
Ui 1
R1
U+
A +
Ui 2
R2
Ui 3
R3
R4
同相加法运算电路
-
+ Ui1
U+
R1
-
+ Ui2
-
R2
+ Ui3
R4 R3
RP＝R1//R2//R3//R4
Uo (1R R0f )U (Ri11U Ri22U Ri33)RP
同相比例运算
能抑制零点漂移问 电压放 功率放 题的差动放大电路 大电路 大电路
+VCC
① u+: 同相输入端 uo与u+同相
u-
_
② u- : 反相输入端 uo与u-反相
A
u+
+
uo ③ 输入信号可以是交流信号也可以 是直流信号（直接耦合）
-VCC
④- +VCC 和-VCC 可以忽略不画
+VCC
U-
_
rid A
负反馈状态
Rf 接在U-和Uo 之间
运算电路：反相比例运算、同相比例运算、加法运算、减法运算
区分方法：看输入信号 单一信号
输入信号
从 U- 输入 反相比例运算
从 U+ 输入 同相比例运算
全部从 U- 输入
反相加法运算
多个信号 全部从 U+ 输入
同相加法运算
一个从 U- 输入，另一个从 U+ 输入
-
减法运算