集成运放和分立元件放大电路在电路结构上有什么不同考虑.
模电第五章答案解析
【例5-1】电路如图 (a)、(b)所示。
(1)判断图示电路的反馈极性及类型;(2)求出反馈电路的反馈系数。
图(a) 图(b)【相关知识】负反馈及负反馈放大电路。
【解题思路】(1)根据瞬时极性法判断电路的反馈极性及类型。
(2)根据反馈网络求电路的反馈系数。
【解题过程】(1)判断电路反馈极性及类型。
在图(a)中,电阻网络构成反馈网络,电阻两端的电压是反馈电压,输入电压与串联叠加后作用到放大电路的输入端(管的);当令=0时,=0,即正比与;当输入信号对地极性为♁时,从输出端反馈回来的信号对地极性也为♁,故本电路是电压串联负反馈电路。
在图(b)电路中,反馈网络的结构与图(a)相同,反馈信号与输入信号也时串联叠加,但反馈网络的输入量不是电路的输出电压而是电路输出电流(集电极电流),反馈极性与图(a)相同,故本电路是电流串联负反馈电路。
(2)为了分析问题方便,画出图(a) 、(b)的反馈网络分别如图(c)、(d)所示。
图(c) 图(d)由于图(a)电路是电压负反馈,能稳定输出电压,即输出电压信号近似恒压源,内阻很小,计算反馈系数时,不起作用。
由图(c)可知,反馈电压等于输出电压在电阻上的分压。
即故图(a)电路的反馈系数由图(d)可知反馈电压等于输出电流的分流在电阻上的压降。
故图(b)电路的反馈系数【例5-2】在括号内填入“√”或“×”,表明下列说法是否正确。
(1)若从放大电路的输出回路有通路引回其输入回路,则说明电路引入了反馈。
(2)若放大电路的放大倍数为“+”,则引入的反馈一定是正反馈,若放大电路的放大倍数为“−”,则引入的反馈一定是负反馈。
(3)直接耦合放大电路引入的反馈为直流反馈,阻容耦合放大电路引入的反馈为交流反馈。
(4)既然电压负反馈可以稳定输出电压,即负载上的电压,那么它也就稳定了负载电流。
(5)放大电路的净输入电压等于输入电压与反馈电压之差,说明电路引入了串联负反馈;净输入电流等于输入电流与反馈电流之差,说明电路引入了并联负反馈。
集成运放电路技术题目解答共8题
集成运放电路技术题目解答共8题【题目1】:E4a046如何阅读运算放大器电路图?【相关知识】:集成运算放大电路的一般组成及其单元结构,如恒流源电路、差分放大电路、CC-CE、CC-CB电路和互补输出电路等。
【解题方法】:运算放大器主要由输入级、中间放大级、输出级和偏置电路等四部分组成,如图1所示。
图1运算放大器的偏置电路与分立放大电路的偏置电路设计有很大不同,主要由各种形式的恒流源电路实现,熟悉各种形式的恒流源电路是阅读运放电路的基础。
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;运算放大器的中间级采用共射或共源电路,并采用恒流源负载和复合管以增加电压放大倍数。
双极型运算放大器的输出级采用互补输出形式,其主要功能是提高负载能力并增大输出电压和电流的动态范围。
二只输出管轮流导通,每管工作在乙类状态。
为消除交越失真,通常会给输出管提供适当的偏置电流,让其工作在甲乙类状态。
由于集成电路工艺的限制,各级之间采用直接耦合。
为保证输入短路时,输出直流电平为零,有时还需要在级间加入电平移动电路。
运算放大器的读图过程如下:(1)运放电路结构分解根据运放结构特点,将运放分解成输入级、中间级和输出级、基准电流源等四个基本部分。
(2)基准电流分析运放电路中均有一个供偏置用的基准电流源,由它产生基准参考电流。
(3)静态偏置分析在基准电流基础上,通过镜像直流电流或微镜像直流电流源,产生各种大小的直流恒流源或直流微恒流源,这些直流恒流源提供放大用晶体管的静态偏置。
将镜像直流源电路用等效恒流源代替,可以得到等效直流通路,用于分析各级直流偏置。
(4)交流分析运算放大电路的主要功能是进行线性放大。
此外还有一些附加功能电路,如交流镜像电流源电路,输出保护电路,交越失真补偿电路,电平移动电路等,这些电路为保证放大功能提供辅助作用,通常并不影响放大电路指标计算。
分立器件和集成电路的优缺点
分立器件和集成电路的优缺点哎呀,说到电子元件,咱们平常接触的最多的其实就是分立器件和集成电路了。
你可能会觉得这俩词听起来挺高大上,但其实它们的区别并没有那么复杂,咱们就从头开始聊聊。
先说说分立器件吧。
顾名思义,分立器件就是指那些各自独立的电子零件,每一个都能“单打独斗”。
这就好比是你自己做饭,你只要把每道菜做好了,合起来就是一桌子美食。
电阻、电容、二极管、晶体管,这些分立器件其实就是电子产品的“厨具”,你可以自由搭配,组合成不同的电路。
好处嘛,首先就是“自由度高”。
你想做什么样的电路都能靠它们。
再说了,维修的时候,如果哪个部件坏了,直接换一个新的就好,简单方便。
就像坏了个锅,你换个锅就行了,其他的锅还好好的。
啊,你别小看这维修方便,特别是在一些老旧的设备里,很多人就是靠这些分立器件维修,甚至能做到“修旧如新”。
但是话说回来,分立器件的缺点也不少。
想想看,组合这么多零件,电路一搭建,整台设备就像一锅乱炖。
线路多了,出错的可能性也大了,想想你厨房里一堆锅碗瓢盆乱七八糟,找个东西就费劲。
电路上也是,布线复杂,空间占得多,操作起来麻烦。
再加上那些零件体积也不小,想装进小巧的设备里,真是费劲。
更别提了,有些分立器件的性能在高频、高速的情况下就不太行,搞不好就容易出现“吃不消”的情况,像你不小心给锅加了太多盐,整道菜就坏了。
所以啊,分立器件虽然用起来灵活,但如果不是特别熟练的人,可能有点头大。
说完了分立器件,咱们再聊聊集成电路(IC)。
这玩意儿就厉害了,把好多分立器件都合成在一个小小的芯片里,真是大大地提高了效率。
这就像做菜时,你不仅能自己做饭,还能雇个大厨来帮忙,做出的菜色香味俱佳,自己轻松得很。
集成电路能将多个功能合二为一,这样不仅省空间,还节省了大量的时间和成本。
说实话,现在电子设备里大部分都是靠集成电路撑场面,手机、电视、电脑,哪一样没了它们,估计你都得“背过气”了。
集成电路还特别适合那些对空间要求很高的地方,像手机这种小巧的电子设备,放个几百、几千个电路都不嫌挤,简直就是魔术般的存在。
集成运算放大电路
VCCUBE0 R
(1)
当 1 时,T1管的集电极电流
IC1IE1UBE0ReUBE1
(2)
(2)式中 (UBE0 – UBE1) 大概几十毫伏,因此只要 几千欧的 Re 就可以得到几十微安的IC1,所以称 为微电流源。
由式
IC1
Re0 Re1
IRU ReT1lnIICR1
可得
IC1
UT Re
ln
+VCC
IC0=IC1=IC ,IR为基准电流。
T0
C
T1
A点的电流方程I为E2:IC2IBIC2IC
IC0
2IB
IC
A
1
IC
2
IE2
2
IC2
IB2
IE2
1
B
T2
2
IC2
(1)
IR R
IC2 B点的电流方程为:
IR IB 2 IC IC 2 1 2 IC 22 2 2 2 2 IC 2
பைடு நூலகம்
UBE
UT
ln
IE IS
(2)
B
IC0
T0
A T1
IB0
IB1
Re0 IE0
IE1 Re1
因 将T(30)与式T代1 特入性 (1)完式全得U相:B同E0,U 故B:E1UTlnIIE E10 IE1Re1IE0Re0UTlnIIE E1 0
(3) (4)
当 2时,IC0IE0IR,IC1 IE1,所以
IC2(122 22)IRIR
(2)
2.4 多路电流源电路
基于比例电流源的多路电流源:
+VCC
IR R
C B
IC0
分立元件组成和集成运放内部完全相同的电路,是否会具有同样优秀的性能?
分立元件和集成电路世界上没有完全相同的两片树叶(哲学家)世界上也没有完全相同的两艘船(海贼王)世界上更不会有完全相同的两个电路~~ :)更何况还是用不同的实现方法(分立vs集成)要实现一个功能或性能相近的电路,分立器件和单片集成,两者采用的电路结构或电路中使用的器件完全不一样。
理由:分立器件的电参数已经提取并测试完成,根据数据手册搭建电路,并通过正确地适当地连线,就可以实现相应功能,不需要考虑太多。
但在集成中,你需要考虑寄生效应,比如电阻、电容,这些值又是受电压控制、受温度影响,如果想达到相近的性能,就不得不选择合适的电路模型,最终得到的电路结构会发生很大变化。
有时候,在单片集成电路中,为了达到某种性能,并不是增加或减少元件值,而是在芯片生产过程中改变掺杂浓度、尺寸大小等,这能仅仅通过观察分立器件符号得到嚒?电路设计好了,前、后仿通过了,还得封装,封装引入的寄生参数在设计电路或测试的时候就不得不考虑了。
若测试结果和仿真差别很大,这还需要不断修改和调整电路以达到预期性能。
另外,还有些元件如电感啊,分立器件可以制作比较精确的高Q值电感;而单片集成只有低Q值的螺旋电感和精度差的键合线电感。
咋办?从成本上来讲(企业级的批量生产,个人玩玩还是用分立算了),记得Gray 那本书上关于这个有段说明:比较三级音频放大器高性价比的解决方案:分立器件:因为无源器件(如电感、电容)比有源器件(晶体管)便宜的多,因此电路应该含有尽可能少的晶体管,并用电容完成级间耦合,如下图,况且分立器件的实现方案带有PCB板,不仅增加成本,使用还不方便-_-||图1 典型音频放大器的分立器件实现方案单片集成:决定价格的一个关键性因素是芯片面积。
而且,多数分立器件中使用的电容是在集成电路中是无法实现的,必须扩展到芯片外部,这就增加了封装管脚数,增加了成本;另外,在单片集成电路中,最便宜、占用空间最小的元件通常就是晶体管,因此在最优的实现方案中,应该是使用尽可能多的有源器件,减少电阻、电容的使用。
模拟电路设计 分立与集成
模拟电路设计分立与集成模拟电路是指在电路系统中通过分立元件或集成芯片实现的电路。
它一般用来处理模拟信号,例如声音、图像或者温度等。
模拟电路可以通过分立元件或集成芯片进行设计,下面我们将阐述分立与集成的区别。
分立元件是电路系统的基本组成部分,它们是单独的电子元件。
分立元件包括二极管、三极管、电容器、电感器和电阻器等等。
它们可以被独立使用,但是在设计电路时却需要很多个分立元件进行组合。
对比而言,集成电路是将多个分立元件封装在一个小型的芯片上的电路。
和分立元件不同,集成电路中存在多个电子元件,例如晶体管和电容器等。
集成电路的设计和制造需要很高的技术要求。
集成电路具有体积小、功耗低和稳定性好等优点。
在实际应用中,设计师可以在分析不同元件的性能和特性之后,来确定该采用分立还是集成的设计方式。
当需要频繁的输入输出或电路的复杂度较高时,一般采用集成电路的设计方式。
而当需要设计一个简单且可靠的电路时,适合采用分立元件设计方案。
在设计模拟电路的过程中,有几个重要的步骤需要遵循。
首先是需求分析,这个阶段中需要明确设计的目的、输入输出等一系列基本要素。
其次是电路分析,这个过程中需要根据分立元件或集成芯片的特性、结构和性质等进行分析和计算。
然后进行电路仿真,这个过程中可以使用相关的仿真软件来进行电路的仿真和验证。
接着是原型设计,这个阶段中可以通过使用印刷电路板等工具来实现电路设计的具体实现。
最后是系统测试,这个阶段中将电路系统进行组装、修正和调试,从而确保电路的稳定性和合理性。
总的来说,模拟电路的设计涉及到很多方面的技术和知识,需要进行全面性的考虑和分析。
所以在进行电路设计时,建议尽量采用系统化的方法,充分考虑各种设计因素,以提升设计的效率和可靠性。
第三章 集成运算放大器放大电路
IC2
IB T2
I C2
IR
RE1 IR RE2
U C C U B E(on) R RE1
RE1
RE2
比例电流源电路
• 微电流源电路
1、电路结构形式 在集成运放电路中,往往 要求提供微小电流的电流 源,当电源电压一定时, 为了实现利用阻值较小的 电阻而获得极小的输出电 流IC2,可将比例电流源中 的RE1短路。
1、电路结构形式 R 为了实现输出电流与基准电流 IR 之间的比例调节,在两个晶体 IC1 管的发射极加上电阻。 T1 2、工作原理分析 由右图可得 UBE1+IE1RE1= UBE2+IE2RE2 RE1 根据PN结的电流方程,可得发射 结电压与电流的关系
I E I Se
U BE UT
+UCC IC2
+UCC IR R T4 IC1 T1 T2 T3 IC2 IC3
RE1
IE1
RE2
IE2 RE3
IE3
多路微电流源电路
• 多路电流源电路
• 多集电极管的多路电流源电路 T通常为横向PNP型管,当IB一定时, 各集电极电流之比等于它们的集电区 面积之比。设各集电区的面积分别为 S1、S2、S3。则有:
uP 输入级 uN 中间级 输出级 uo
偏置电路
集成运算放大器的电路框图
• 集成运算放大器的电路结构特点
一、因为硅片上不宜制作高阻值电阻,所以在集成运放中常 用有源元件(晶体管或场效应管)取代电阻。 二、因为相邻元件具有良好的对称性,而且受环境温度和干 扰等影响后的变化也相同,所以集成运放中大量采用各种差 分放大电路(输入级)和恒流源电路(作偏置电路或有源负载)。 三、因为制作不同形式的集成电路,只是所用掩模不同。增 加元器件并不增加制造工序,所以集成运放允许采用复杂的 电路形式,以达到提高各方面性能的目的。 四、因为硅片上不能制作大电容,所以集成运放均采用直接 耦合方式。 五、集成晶体管和场效应管因制作工艺不同,性能上有较大 差异,所以在集成运放中常采用复合形式,以得到各方面性 能俱佳的效果。第源自章 集成运算放大器电路内容概述
运算放大器原理、设计解读
运算放大器发明至今已有数十年的历史,从最早的真空管演变为如今的集成电路,它在不同的电子产品中一直发挥着举足轻重的作用。
而现如今信息家电、手机、PDA 、网络等新兴应用的兴起更是将本次专题的主角-运算放大器推向了一个新的高度。
本次专题就来带你了解一下它吧!运放是运算放大器的简称。
在实际电路中,通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。
由于早期应用于模拟计算机中,用以实现数学运算,故得名“运算放大器”,此名称一直延续至今。
运放是一个从功能的角度命名的电路单元,可以由分立的器件实现,也可以实现在半导体芯片当中。
随着半导体技术的发展,如今绝大部分运放是以单片的形式存在。
现今运放的种类繁多,广泛应用于几乎所有的行业当中。
- 运算放大器的发展史 -- 运算放大器的分类 -1941年:贝尔实验室的Ka rl D.Swartzel Jr.发明了真空管组成的第一个运算放大器,并取得美国专利2,401,779,命名为“Su mmin gA m p ifier ”;11952年:首次作为商业产品贩售的运算放大器是Geo r g e A. Philbrick Researches (G AP/R )公司的真空管运算放大器,型号K 2-W ;21963年:第一个以集成电路单一芯片形式制成的运算放大器是Fairchild Senmiconductors的Bob Widlar所设计的μA702,1965年经改后推出μA709;31968年:Fairchild半导体公的μA741。
迄今为止仍然在用,他是有史以来最成功的器,也是极少数最长寿的IC 一。
4通用型运放其性能指标能适合于一般性(低频以及信号变化缓慢)使用,例如741A ,L M358(双运放),L M324及场效应管为输入级的L F356.高阻型运放这类运放的特点是差模输入阻抗非常高,输入偏置电流非常小。
实现这些指标的主要措施是利用场效应管的高输入阻抗的特点,但这类运放的输入失调电压较大。
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
在假声的位置上放大成真声的练唱法
在假声的位置上放大成真声的练唱法在“假声”的位置上放大成“真声”的练唱法一、理论讲解(约10分钟)这里强调的“假声”,并非指那种空虚,飘沓不能放大的纯假声。
而是指具有深气息支持的“穿透性能”很强的,从高位置发出来的细而亮的“微声”(Sotto Voee)这种微声用声方法和步骤是,首先喉头松开并下档气,喉咙打开,在喉室、喉咽呈一个细而长的小开管的状态下,运用像“吹箫那样的感觉”发出细小而有力的假声。
在训练中,如果唱假声有困难,可先用“吹口哨”发哨音的办法把假声带出来。
然后再模仿口哨的状态以及“哨声”,发一个时值较长一些的闭口元音。
如:当这种假声的位置找准了以后,所发出的假声经过一段时间的锻炼,便会感到发音稳定且具有力度,接下来就可以在找到假声位置上逐渐增加力度放大成真声的感觉了。
二、发声练习(约15分钟)在练习微声的过程中,已经把放松的肌肉放松了,特别是下巴放松了,喉咙打开了;而应该用劲的肌肉用上了劲。
特别是喉头,在小声练习时,比较易于自如地向下到达适当的位置,和呼吸产生一种对抗力;也正是由于喉头向下挡气,使软腭上提,舌根果断有力。
实践证明,这种微声训练可以比较自如地调节歌唱器官,放松紧张的肌肉和神经,解决唱高音时发声器官各组肌肉的配合问题,并且完全解除了用大声唱高音时过于用力的毛病。
而最大的、意想不到的效果就是用微声训练会自然而然地使声音里混进假声成份。
如果高声区混不进假声成分,高声就会相当困难。
因此,上述练习是寻找最美、最动听的歌声的一种富于创造性的渐法。
三、歌曲演唱(约15分钟)《在我心里》A•斯卡拉蒂曲,尚家骧译配这首作唱是阿·斯卡拉蒂(A·Scarlatri)17世纪末(1660—1725)创作的。
早期古典作品很注意速度标记,要忠实原作的速度要求。
此作的演唱速度是慢板(Adagio),如果唱成行板(Adante)的速度,那风格就会发生变化,会缺乏古典乐派的韵味。
作品系A—B—A三段体。
模电课件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
当
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。
什么是分立元件和集成电路的区别
什么是分立元件和集成电路的区别分立元件和集成电路都是电子领域中常见的元件,它们在电路设计和应用中有着不同的特点和用途。
下面将从不同的角度来探讨分立元件和集成电路两者之间的区别。
一、定义和特点首先,分立元件是指能够独立使用的电子元件,如二极管、晶体管、电阻器、电容器等。
这些元件通常是单个的、独立的,可以通过引脚或端子与其他元器件相连。
而集成电路(Integrated Circuit,简称IC)则是将多个电子器件、电路及其它功能集成到一个芯片上的技术和产品,通常由微型晶体管、电容和电阻等器件组成。
二、结构和封装分立元件一般是单个器件,结构比较简单。
它们可以采用不同的封装形式,如螺旋形、片状形、管状形等。
而集成电路则将多个器件封装在一个芯片上,常见的封装形式有双列直插(DIP)、表面贴装(SMD)等。
三、功能和用途由于分立元件只是单独的器件,其功能相对较简单。
例如,二极管主要用于整流和电压限制,晶体管用于放大和开关等。
而集成电路内部集成了多个功能单元,可以实现更加复杂的电路功能,如逻辑门、微处理器等。
集成电路的功能更加强大且多样化,应用范围更广。
四、性能和参数分立元件和集成电路的性能参数不尽相同。
分立元件通常具有一些基本的参数,如二极管的正向电压降、晶体管的放大倍数等。
而集成电路的参数包括工作电压、最大电流、工作温度等,同时还有一些特殊的参数,如时钟频率、存储容量等,这些参数能够更好地反映集成电路的性能。
五、制造工艺和成本分立元件的制造相对简单,通常采用的是批量生产工艺,成本相对较低。
而集成电路的制造相对复杂,包括晶圆加工、掩膜制造、芯片制造、封装等多个工艺步骤,成本相对较高。
同时,由于集成电路具备更强大的功能和更小的体积,因此在大批量应用中,其成本优势逐渐体现。
综上所述,分立元件和集成电路在结构、功能、性能、制造工艺和成本等方面存在着明显的区别。
分立元件通常是单个独立的器件,功能相对简单,制造工艺相对简单,成本相对较低。
模拟电路设计 分立与集成
模拟电路设计分立与集成
模拟电路设计是电子工程领域中的一个重要分支,它主要涉及到电路的设计、分析和优化等方面。
在模拟电路设计中,分立与集成是两个重要的概念,它们分别代表了不同的电路设计方法和技术。
分立电路是指由单个电子元件组成的电路,例如电阻、电容、电感等。
在分立电路中,每个元件都是独立的,它们之间通过导线连接起来,形成一个完整的电路。
分立电路的设计和分析相对简单,因为每个元件的特性都是已知的,可以通过计算和实验来确定电路的性能。
与分立电路相对应的是集成电路,它是指将多个电子元件集成在一起,形成一个复杂的电路。
集成电路的设计和制造需要先进的技术和设备,例如光刻、薄膜沉积、离子注入等。
集成电路的优点是体积小、功耗低、可靠性高,因此在现代电子产品中得到广泛应用。
在模拟电路设计中,分立电路和集成电路各有优缺点,需要根据具体的应用场景来选择。
对于一些简单的电路,例如放大器、滤波器等,分立电路可能更加适合,因为它们的设计和调试相对简单,成本也较低。
而对于一些复杂的电路,例如高速数字信号处理器、射频前端等,集成电路则更加适合,因为它们需要高度集成和精密控制,分立电路无法满足要求。
分立电路和集成电路是模拟电路设计中两个重要的概念,它们代表
了不同的电路设计方法和技术。
在实际应用中,需要根据具体的需求和条件来选择合适的电路设计方法,以达到最佳的性能和成本效益。
分立元件与集成运放的优缺点
分立元件与集成运放的优缺点集成功率放大器件或分立元件放大电路的比较摘要:功率放大电路通常由集成功率放大器件或分立元件放大电路组成,两者各有优缺点。
就如何正确地利用两种不同电路原理、调试、性能、结果加以分析比较。
关键词:互补对称OCL电路;输出无变压器功率放大器BTL;甲乙类;分立元件功率放大电路是一种能量转换电路,要求在失真许可的范围内,高效地为负载提供尽可能大的功率,功放管的工作电流、电压的变化范围很大,那么三极管常常是工作在大信号状态下或接近极限运用状态,有甲类、乙类、甲乙类等各种工作方式。
为了提高效率,将放大电路做成推挽式电路,功放管的工作状态设置为甲乙类,以减小交越失真。
常见的音频功放电路在连接形式上主要有双电源互补推挽功率放大器OCL(无输出电容)、单电源互补推挽功率放大器OTL(无输出变压器)、平衡(桥式)无变压器功率放大器BTL等。
由于功放管承受大电流、高电压,因此功放管的保护问题和散热问题必须重视。
功率放大器可以由分立元件组成,也可由集成电路实现。
?1分立元件组成功率放大器图1为一个由分立元件构成的直流化的互补对称OCL电路。
电路由差分放大级、电压推动级和复合输出级构成。
本电路引入了直流负反馈电路,一般功放中由于存在反馈电容,限制了低频响应,为了消除这种不利影响,只有增大反馈电容,但电容较大,会使电路不稳定。
该电路取消了反馈电容,彻底解决了这一矛盾。
同时,通过射级电阻引入本级负反馈,明显改善了本级性能并简化了电路。
输出级工作在甲乙类状态,既顾及了效率,也保证元件的线形工作状态。
差分管放大倍数等于200,两管相差要非常小。
电压推动管放大倍数等于80。
在此条件下,加以性能优良的稳压电源提供能量和偏置,最后对整个电路加以调试。
可测得:当前置输入20 mV时,输出功率>12 W。
该电路应注意非线形失真及噪声的减小,最终调试较复杂。
但电路只有基本放大电路,因此功能扩展余地很大。
2集成功率放大器电路现在市场上有许多性能优良的集成功放芯片,如双运放NE5532,TDA2040,LM1875,TDA1514等。
分立元件门电路与集成逻辑门电路的区别
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电子技术基础 模拟部分 课后复习思考题答案
Ar
vo 500mV 0.5V 11 5 1010 Ω ii 10pA 10 A
属于互阻放大电路
三、某电唱机拾音头内阻为 1MΩ,输出电压为 1V(有效值) ,如果直接将它与 10Ω扬声器连接,扬声器上 的电压为多少?如果在拾音头与扬声器之间接入一个放大电路,它的输入电阻 Ri=1MΩ,输出电阻 Ro=10Ω, 电压增益为 1,试求这时扬声器上的电压。该放大电路使用哪一类电路模型最方便? 解:直接将它与 10Ω扬声器连接, 扬声器上的电压 Vo
电压增益 20lg Av dB 、 电流增益 20lg Ai dB 。
13. 放大电路的频率响应指的是,在输入正弦信号情况下,输出随 输入信号频率连续变化 的稳态响应。 14. 幅频响应是指 电压增益的模与角频率 之间的关系 。 15. 相频响应是指 放大电路输出与输入正弦电压信号的相位差与角频率 之间的关系 。 二、某放大电路输入信号为 10pA 时,输出为 500mV,它的增益是多少?属于哪一类放大电路? 解:
R2 10 R1
解 : 当 vi 1V 时,有
vi 2mA ,R1 0.5kΩ, R2 5kΩ R1
取 R1 510Ω ,R2 5.1kΩ
第三章 二极管及其基本电路
一、填空题: 1.制作电子器件的常用材料主要采用 硅和锗 。 2.二极管最主要的特性是 单向导电性 。 3. 本征半导体是指 完全纯净的、 结构完整的半导体晶体 。 P 型半导体中的少子是 电子 , 多子是 空 穴 , N 型半导体中的少子是 空穴 ,多子是 电子 。 4.半导体中参与导电的有 两 种载流子,分别是 电子 和 空穴 ,导体中参与导电的有 一 种载流 子,是 电子 。 5.当环境温度升高时,二极管的反向饱和电流 IS 将增大,这是因为此时 PN 结内部的 B 。 A. 多数载流子浓度增大 B. 少数载流子浓度增大 C. 多数载流子浓度减小 D. 少数载流子浓度减小 6.半导体 PN 结中内电场 E,是由 空间电荷区 产生的,当将 反向 电压加在 PN 结两端时,其 PN 结内 电场 E 增强。PN 结 不易 (不易/容易)导通。 7.二极管导通时,其正向电压应该比门坎电压 高 (高/低) ,硅管的正向导通电压约为 0.7 V,锗管的 正向导通电压约为 0.2 V。
3模拟集成运放的构成及特点
本部分内容
§3.1 集成运放概述 §3.2 集成运放的中间级:直接耦合多级放大电路 §3.3 集成运放的输入级:差分放大电路
§3.4 集成运放的输出级:功率放大电路 §3.5 集成运放的偏置电路:电流源 §3.5 集成运放的特点及理想集成运放
本模块内容对应清华教材: 第3章和第4章
UBEQ2
第一级 第二级
Q1合适吗?
如何设置合适的Q点?
UESTC模拟电路基础课程组
求解Q点时应按各回路列多 元一次方程,然后解方程组。
如何设置合适的Q点? →提高T2管的基极电位 稳压管 2 RL →第二级 A u2 伏安特性 Au2下降 rbe2 (1 2 ) Re
Ri2
Ri2 Au1 Ro1 Ri2
Au2 250 Au Au1
实用基本放大电路动态参数的数量级(空载情况下)
接法 共射 Au >100 Ai Ri 几百~几千欧
几十千欧~100千欧以上
最小可达十几欧
Ro 几百~几千欧
最小可达十几欧
1+
共集
共基
<1
>100
几百~几千欧 几百~几千欧 几百~几千欧
UESTC模拟电路基础课程组
• 变压器耦合 →将后级电路通过变压器与前级相连
可能是实际的负载,也可能是 下一级放大电路。 从变压器原边 看到的 等效电阻
理想变压器模型
理想变压器情况下,负载上获得的 2 2 P P , I R I 1 2 c L l RL 功率等于原边消耗的功率。
I N1 2 RL ( ) RL 可实现阻抗变换! RL I N2
表3.1 集成电路中器件的面积比 器件类型 BJT 二极管 电阻(5k) 电容(10pF)
分立元件电路与集成电路的区别与联系
分立元件电路与集成电路的区别与联系分立元件电路和集成电路是电子电路的两种基本类型,它们在构成、性能和应用方面存在一些区别和联系。
一、区别:1. 构成方式:●分立元件电路:分立元件电路由独立的电子元件组成,如电阻、电容、电感、晶体管、二极管等,这些元件通常分开连接。
●集成电路:集成电路是在单个芯片上集成了多个电子元件,包括晶体管、电阻、电容等,它们在同一芯片上制造而成。
2. 尺寸和体积:●分立元件电路:由于需要安装多个独立的元件,所以分立元件电路通常较大,占用更多的空间。
●集成电路:由于所有元件都在一个芯片上,集成电路非常小巧,可大幅减小电路的体积。
3. 复杂性:●分立元件电路:分立元件电路通常更容易组装和理解,特别适用于简单的电路设计。
●集成电路:集成电路可以容纳成千上万个元件,因此可以实现非常复杂的电路功能,但设计和分析可能更加复杂。
4. 功耗和效率:●分立元件电路:分立元件电路的功耗通常较高,因为在电路中存在较多的连接和元件。
●集成电路:由于元件之间的距离非常近,集成电路通常具有更低的功耗和更高的效率。
二、联系:1. 功能:分立元件电路和集成电路都用于实现各种电子功能,例如放大、开关、计时、逻辑运算等。
2. 应用领域:两者都在各种应用中广泛使用,包括通信、计算机、医疗设备、汽车电子、家电等领域。
3. 相互结合:在实际电路设计中,分立元件和集成电路可以相互结合使用。
分立元件可以用来实现一些特定的电路功能,而集成电路可以用来处理复杂的信号处理、控制和存储等任务。
总的来说,分立元件电路和集成电路在电子电路设计中都具有重要地位,具体选择取决于应用的需求、复杂性和成本考虑。
通常,集成电路在现代电子设备中占据主导地位,因为它们能够提供高度集成、小型化和低功耗的优势。
但在某些特定应用中,仍然需要使用分立元件电路来满足特定的性能要求。
多级放大电路及集成运算放大器
一、集成运算放大器概述 分立电路 :就是由各种单个元件联接起来的电子电路 。 集成电路 :就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,组成一个不可分割的整体。 就集成度而言,集成电路有小规模、中规模、大规模和超大规模集
成电路之分。目前的超大规模集成电路,每块芯片上制有上亿个 元件,而芯片面积只有几十平方毫米。 就功能而言,集成电路有数字集成电路和模拟集成电路,而后者又 有集成运算放大器、集成功率放大器、集成稳压电源和集成数模 和模数转换器等许多种。本节所讲的主要是集成运算放大器。
(2) 运算放大器的输入级都采用差动放大电路 。 (3) 在集成电路中,比较合适的阻值大致为10Ω一30kΩ。制 作高阻值的电阻成本高,占用面积大,且阻值偏差大(10%一 20%)。 (4)集成电路中的二极管都采用三极管构成,把发射极、基极、 集电极三者适当组配使用。
2.集成放大器的分类 根据用途可分为通用型和专用型。 通用型:满足一般要求,适用范围广。工艺上已达到大 规模集成水平,主要性能指标已接近理想状态。
例如:LA741 Ad=100dB 即10000倍;Rid=1MΩ。
2.理想集成运放的分析方法
当集成运放工作在线性区时:
(1) u0 Auo (u u ) 如果同相输入接地
u
u
u0 Auo
0
u u 0 “虚地”
u u “虚短”
(2)因 rid→∞ 有 i i 0 “虚断”
外形
引脚图
3.集成放大器的主要参数 (1) 最大输出电压 UOPP
(2) 开环电压放大倍数 Auo
Auo
ห้องสมุดไป่ตู้
集成运放电路与分立元件放大电路相比有哪些突出优点
习题九9-1 集成运放电路与分立元件放大电路相比有哪些突出优点?答:集成运放与分立元件放大电路相比有很多优点,其突出优点是:(1)在集成电路中,制造有源器件(晶体三极管、场效应管等)比制造大电阻占用的面积小,且工艺上也不会增加麻烦,因此,集成电路中大量使用有源器件组成的有源负载,以获得大电阻,提高放大电路的放大倍数;将其组成电流源,以获得稳定的偏置电流。
所以一般集成运放的放大倍数与分立元件的放大倍数相比大得多。
(2)由于集成电路中所有元件同处于一块硅片上,相互距离非常近,且在同一工艺条件下制造,因此,尽管各元件参数的绝对精度差,但它们的相对精度好,故对称性能好,特别适宜制作对称性要求高的电路,如差动电路、镜像电流源等。
(3)集成运算放大电路中,采用复合管的接法以改进单管性能。
9-2 什么是零点漂移?产生零点漂移的主要原因是什么?差动放大电路为什么能抑制零点漂移?答:由于集成运放的级间采用直接耦合方式,各级的静态工作点相互影响,前一级的静态工作点的变化将会影响到后面各级的静态工作点,由于各级的放大作用,第一级的微弱信号变化,经多级放大后在输出端也会产生很大变化。
当输入电压为零时,输出电压偏离零值的变化称为“零点漂移”。
产生“零点漂移”的原因主要是因为晶体三极管的参数受温度的影响。
差动电路是采用两个参数完全对称的电路,两个管子的温度特性也完全对称,所以当输入电压为零时,两个管子集电极电位是相等的,差动电路能够抑制“零点漂移”。
9-3 在A 、B 两个直接耦合放大电路中,A 放大电路的电压放大倍数为100,当温度由20℃变到30℃时,输出电压漂移了2V ;B 放大电路的电压放大倍数为1000,当温度从20℃变到30℃时,输出电压漂移10V 。
试问哪一个放大电路的零漂小?为什么?答:要判断哪个电路零漂大,一般是将它折合到输入端,由于两个电路温度都是由20℃变到30℃,所以A 电路2V/100=20mV ,B 电路为10V/1000=10mV ,所以B 电路零漂小。
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集成运放和分立元件放大电路在电路结构上有什么不同考虑
发表于:2010年01月04日
集成运放和分立元件放大电路在电路结构上有什么不同考虑?
【相关知识】:放大电路的性能指标,分立器件放大电路的组成和集成放大电路的基本制作工艺等。
【解题方法】:首先给出放大电路的一般结构,然后从放大电路的制造工艺和制作成本出发,分析设计分立放大电路和集成放大电路的不同。
【解答过程】:1.组成放大电路的器件或原材料
图1是典型分立(或离散)元器件构成的放大电路原理图。
图1
构成这类放大电路的主要元器件有三极管(场场效应管)、电阻、电解电容(耦合或旁路用)等。
图2是uA741运算放大电路的原理图,集成运算放大电路中的电阻、电容和晶体管全部由单晶硅材料制作。
图2
2.静态偏置电路设计
分立元件放大电路中的电阻常用材料是金属膜,成本远低于三极管。
因此,分立元件放大电路中的偏置电路尽量采用电阻分压器形式。
而集成运放由于制作工艺的特点,制作一个大电阻所需的硅芯片面积要远高于制作晶体管的面积。
因此,在集成放大电路中会尽量少用电阻,一般不采用电阻分压方式提供静态偏置。
分立元件放大电路中常用的大容量(大于1)电容通常是铝质电解电容,小容量电容有瓷片
电容、独石电容等,成本一般都较低。
设计时可应用大电容实现低频交流旁路(图1中的)或直流隔直作用(图1中的C1,C2)。
而集成运放中,利用PN结电容效应很难制作出容量稍大的电容。
由于制造工艺的限制,分立元件放大电路中不同三极管特性参数的离散性很大,例如,即使同一
批次三极管的放大倍数可能在200~400之间,设计时必须充分考虑。
集成放大电路的特点是在同一基片上可以制作参数一致性好的晶体管。
因此,集成运放电路中大量采用晶体管设计恒流源偏置电路。
集电极负载也不采用电阻,而是采用恒流源作为负载。
3.级间耦合设计
放大电路的主要性能指标有:电压放大倍数,电流放大倍数,输入电阻,输出电阻和通频带等。
不同组态的单级放大电路的的指标特性如表1。
单级放大电路由于不能同时满足上述四个指标,因而必须采用多级级联放大。
级间耦合可以采用直接耦合、阻容耦合和变压器耦合等。
由于电解电容成本不高,在分立放大电路中级间常采用阻容耦合,这样可减少各级之间静态工作点的相互影响。
在集成运放电路中通常只能制作小容量(几十pF)电容,不能制作大容量电解电容,级间通常采用直接耦合。
直接耦合时,不但要考虑各级工作点之间的影响,还要考虑各级之间的电平偏移。