集成运算放大电路电子技术教案设计

电子技术教案

第六章集成运算放大电路 (2)

§6.1集成运算放大器芯片 (2)

6.1.1 集成运放的电路结构特点 (3)

6.1.2 集成运放的组成及各部分作用 (3)

6.1.3 集成运放的符号 (3)

6.1.4 集成运放的性能参数 (4)

§6.2集成运算放大器的线性应用 (5)

6.2.1集成运放的两个工作区与特性 (5)

6.2.2集成运放组成的三种基本放大器 (5)

6.2.3算术求和电路 (6)

6.2.4积分和微分运算电路 (6)

6.3运算放大器的非线性应用 (7)

6.3.1基本比较电路 (7)

第六章集成运算放大电路

内容简介本章主要讲述集成运放的结构特点、电路组成、主要性能指标。应掌握集成运放的线性应用和非线性应用电路§6.1集成运算放大器芯片

6.1.1 集成运放的电路结构特点（1）采用直接耦合方式；（2）采用差放电路作输入级，恒流源常用作偏置电路或有源负载；（3）允许采用复杂的电路形式；（4）常用有源器件代替电阻；（5）晶体管和场效应管常复合使用。6.1.2 集成运放的组

成及各部分作用（1）输入级：高性能差放电路；输入电阻大、共模抑制比大、

静态电流小。（2）中间级：复合管共射电压放大电路；提供电压放大。（3）输出级：互补对称输出电路。带载能力强、失真小。（4）偏置电路：电流源电路；提供合适的静态工作点。

6 .1.3 集成运放的符号

6.1.4 集成运放的性能参数

一．A od—运放的开环电压增益

表明运放放大能力的，A od大好（理想值为无穷大）.是信号频率的函数，随频率增高而下降。

二．r id—差模输入电阻大好（理想值为无穷大）三．r O—运放的差模输出电阻小好，理想值为零四.K CMR(CMR)共模抑制比

表明运放抑制共模信号能力的,大好（理想值为无穷大）。

五.U IO失调电压及其温漂

1、 U IO失调电压

（1）什么叫失调？是指U I=0，而U O不等与零的现象

（2）失调的产生原因：由IN电路不对称（U BE1≠U BE1）引起的。

（3）失调电压定义:

（4）物理意义：用来反映运放输入回路不对称程度的U IO小好，理想值为零2、U IO的温漂d U IO/d T小好，理想值为零

六.失调电流（I IO）及其温漂d I IO/d T 1．定义I IO=|I B1-I B2| 2．由IN电路不对称引起的，即I B1≠I B2表明差放IN电流不对称程度的 3．小好，理想值为零七.转换速率SR1．定义式：

SR=[d u O(t)/dt]max2．物理意义：用来反映运放对快速大信号响应速度的大好，理想值为无穷大（用对阶跃信号响应描述SR）八．-3dB带宽BW(f H)

1．定义：是指A Od下降3dB时所对应的信号频率。

2．物理意义：反映运放高频性能的。大好，理想值为无穷大九．单位增益带宽BW G（f C）定义：使A od=0dB时所对应的信号频率。[理想运放]是指A od、r id、SR为无限大、r o为零、

失调及其温漂为零、零输入时零输出的运放

§ 6.2集成运算放大器的线性应用

本章教学要求: 重中之重 熟练掌握 会画图、会分析、会设计6.2.1集成运放的两个工作区与特性

运放线性工作基本特性

1．条件 存在深负反馈2．基本关系式 U O =A Od U Id （U P -U N ） 线性区很窄为mV 级或更小

3．理想运放线性工作存在虚短和虚断（1） 虚短 U P =U N 即同相IN 端与反相IN 端等电位 虚断 I P =I N 即两个IN 端无电流

（2）证明：

U P -U N =U O /A Od =U O （有限值）/∞=0

I P =I N =U Id /r id =U Id /∞=0

6.2.2集成运放组成的三种基本放大器

利用“虚短和虚断”的结论推导出输入

与输出间的关系： i F u R R u 1

0-= 二、同相比例运算电路

i F u R R R R R u 3

2310)1(++= 三、差动输入比例运算电路

使用叠加原理得：23

231110)1(i F i F u R R R R R u R R u +++-= 6.2.3算术求和电路

可以使用叠加原理来求解求和运算电路，如反相求和运算电路：

22

110i F i F u R R u R R u --= 6.2.4积分和微分运算电路

一、积分电路

)0(10

1o t i o u dt u C R u +-=⎰ 其中)0(o u 为t=0时的输出值。

6.3运算放大器的非线性应用

6.3.1基本比较电路

实现比较判定的原理：电路中运放工作在非线性区。

u P >u N →u O = +U OM

u P

②u P =u N 是u O 电平跳转的临界点

例 基本比较电路的仿真分析

设计一个电压比较电路，参照信号为4V 直流电压，被比较信号为 tV u i ωsin 26=。当i u 小于4V 时，输出约为-6V ；当i u 大于4V 时，

输出约为+6 V 。

解：按照要求将参照信号置于同相输入端，i u 置于反向输入端，输出

端通过一电阻接入两个对接的稳压管，其稳压值为6V ，以限制输出电压幅值。示波器两个探头分别接在输入和输出信号点，在EWB 中