模电运算放大器
模电第六章知识点总结
模电第六章知识点总结一、运算放大器（Operational Amplifier，简称Op Amp）1. 运算放大器的基本概念：运算放大器是一种主要用于进行信号放大、滤波、比较、积分等运算的集成电路。
它具有高输入阻抗、低输出阻抗、大增益、高共模抑制比和宽带宽等特点。
2. 运算放大器的基本结构：运算放大器通常由一个差分放大器和一个输出级组成。
差分放大器提供了高增益和高输入阻抗，而输出级则提供了低输出阻抗和大功率放大。
3. 运算放大器的理想特性：理想的运算放大器具有无穷大的输入阻抗、零的输入偏置电压、无穷大的增益、无限带宽和零的输出阻抗。
4. 运算放大器的实际特性：实际的运算放大器会受到限制，例如有限的共模抑制比、有限的带宽、输入偏置电压和温度漂移等。
5. 运算放大器的虚短片段模型：运算放大器可以用虚短片段模型来进行分析，其中将输入端和输出端分别连接到地和反馈节点，其他端口则可以忽略。
6. 运算放大器的常见应用：运算放大器常用于反馈放大电路、比较器电路、积分电路、微分电路、滤波电路等。
7. 运算放大器的反馈模式：运算放大器的反馈模式主要包括正反馈和负反馈。
负反馈可以稳定放大器的增益和频率特性，而正反馈则会增加放大器的增益和非线性失真。
二、电压比较器1. 电压比较器的基本概念：电压比较器是一种将两个电压进行比较，并输出相应逻辑电平的集成电路。
它通常具有高增益、快速响应和高输出驱动能力等特点。
2. 电压比较器的工作原理：电压比较器通过将两个输入电压进行比较，当一个电压高于另一个电压时，输出为高电平；反之则为低电平。
3. 电压比较器的应用：电压比较器广泛应用于电压检测、开关控制、信号处理、电压测量和触发器等领域。
总结：模电第六章主要介绍了运算放大器和电压比较器的基本概念、工作原理、特性和应用。
掌握这些知识点，可以为我们设计和分析各种电路提供基础。
同时，对于提高我们的工程能力和电子技术水平也是非常有用的。
模电实验模拟运算放大电路(一)
实验目的和要求：① 了解运放调零和相位补偿的基本概念。
② 熟练掌握反相比例、同相比例、加法、减法等电路的设计方法。
③ 熟练掌握运算放大电路的故障检查和排除方法，以及增益、传输特性曲线的测量方法。
实验原理：预习思考：1、 设计一个反相比例放大器，要求：|A V|=10，Ri>10KΩ，将设计过程记录在预习报告上； 电路图如P20页5-1所示，电源电压为±15V ，R 1=10kΩ，R F =100 kΩ，R L ＝100 kΩ2、 设计一个同相比例放大器，要求：|A V|=11，Ri>100KΩ，将设计过程记录在预习报告上；R F R LVo电源电压为±15V ，R 1=10kΩ，R F =100 kΩ，R L ＝100 kΩ 3、 设计一个电路满足运算关系 VO= -2Vi1 + 3Vi2减法运算电路：1123213111113232)()()(i f i f i f i i O V R R V R R R R R R V R R R V R R R V V -++=++-+=3)()(32131=++R R R R R R f ，0,22211==⇒=R R R R R f f取Ω=Ω=Ω=Ω=K R K R K R K R f 100,0,20,10321实验电路如实验内容：1、反相输入比例运算电路（I ） 按图连接电路，其中电源电压为±15V ，R 1=10 kΩ, R F =100 kΩ, R L =100 kΩ, R P =10 kΩ//100 kΩAR1R F Rp=R F //R1R LVoVi+Vcc-Vcc输入端接地，用万用表测量并记录输出端电压值，此时测出失调电压0.016 V 分析：失调电压是直流电压，将会直接影响直流放大器的放大精度。
直流信号测量：Vi/V V O /V Avf测量值 理论值 -2 14.25 -7.125 -10 -0.5 4.98 -9.96 -10 0.5 -5.02 -10.04 -10 2-12.87-6.435-10实验结果分析：运算放大器的输出电压摆幅受器件特性的限制，当输入直流信号较大时，经过运放放大后的输出电压如果超过V OM ，则只能输出V OM 的值。
模电基础知识总结
模电基础知识总结模拟电子技术（模电）是电子工程的重要基础学科，它研究的是电子元件与电路的工作原理和运行规律。
掌握模电的基础知识对于电子工程师来说至关重要。
本文将对模电的基础知识进行总结，希望能给读者提供一些帮助。
一、电路基础知识在学习模电之前，我们首先需要掌握一些电路的基础知识。
电路是电子工程中最基本的组成单元，它由电源、电阻、电容、电感等元件组成。
在电路中，电流和电压是重要的物理量。
电流表示电子在电路中的流动情况，而电压表示电子在电路中的能量转换。
二、放大器放大器是模电中一类重要的电子元件。
放大器的作用是将输入信号放大，以便输出信号具有较高的幅度。
常见的放大器有三种基本类型：电压放大器、电流放大器和功率放大器。
放大器有许多重要的性能指标，如增益、输入电阻、输出电阻等。
学习模电的过程中，我们需要熟悉这些性能指标的定义和计算方法。
三、滤波器滤波器是模电中用于剔除或改变信号中某些频率分量的电路。
滤波器可以分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器四种类型。
在实际应用中，我们经常需要使用滤波器来对信号进行处理。
了解滤波器的原理和性能对于电路设计至关重要。
四、振荡器振荡器是一种能够产生连续波形信号的电路。
在模电中有两种常见的振荡器：正弦波振荡器和方波振荡器。
振荡器的核心是一个反馈回路，该回路会使得输入信号被放大，并且以振荡的形式反馈给输入端。
振荡器在通信系统、计算机等领域有广泛的应用，掌握振荡器的原理和设计方法是模电学习的重要内容。
五、运算放大器运算放大器（Operational Amplifier）是模电中一种重要的集成电路。
它具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的特点，在模拟电路中有广泛的应用。
运算放大器可以用于各种电路设计，如放大器、积分器、微分器和比较器等。
学习运算放大器的工作原理和应用是模电学习的核心内容。
六、模电实验模电实验是巩固和应用所学知识的重要环节。
通过实验，我们可以观察电路的实际运行情况，提高动手实践的能力。
模电课件集成运放基本电路
R f 8 R f 20
R2
R3
加减运算电路旳设计环节 R1 24k 先根据函数关系画出电路，R2然 后30计k算参数
解(1) 画出电路 (2) 计算电阻
平衡电阻
R3 12k R 80k
Rf
R’ // R1 // R2 =Rf // R3
uo
Rf R1
ui1
Rf R2
ui 2
Rf R3
ui 3
（由2虚）断因：为i叠 加i点为0虚地，i输i1 入ii信2 号ii3之间i f
满u足i1 线u0性 叠u加i2 定 0u理 ，互ui不3 影0u响。u0 uo
R1
R2
R3
Rf
uo 由由u虚R虚Rf 短地uu：i：1 u0i2 ui3
ui3 ui2
ii3 ii2
R3 R2
Rf
若 R1 ＝ R2 ＝ R3 ＝ R
换作用
1反相微分器 平衡电阻R’=Rf
iC
C
duC dt
由虚断：i i 0 iC i i f i f
iC
u uo Rf
C d ui
dt
由“虚
地u” 0
u
uo
iC
R
f
C
iiCi
ui
dui t
RuC
dt
u
u R
if ii+
Rf
uo
2实际应用旳微分器Zf
uRωi ↑限i→Zi制11/输uω入Ci电↓- →流i，C ↑降→低高高频u频噪o 噪声声uo Cf相位补u 偿i，+ 克制自激振荡
由虚短： u u
uo ui2
R1 R f RRf R2 R R1
模电第02章 运算放大器(康华光)
vp
vn
- ri ro + &#传输特性(vo~vi关系) 例如反相比例器：
vo
+Vom
传输特性
vo
Rf R1
vi
-vim
－Vom
vim
vi
vo 变化范围：
－ Vom
~ + Vom
线性工作区
当vo = Vom时： vim = - +Vom R1/Rf 可见：加入负反馈(闭环使用时)使线性工作区变宽。
vn
in
ro
ri +
vp ip +
vo
- A(vp-vn)
可见： 当vp-vn> 0 时, vo=+Vom 运放工作在正向饱和区 当vp-vn<0时, vo=-Vom 运放工作在反向饱和区
∵实际运算放大器≈理想运算放大器 ∴分析实际运算放大器≈分析理想运算放大器
(5-11)
五.含理想运算放大器电路的分析依据
RL
+ vo -
2.指标计算 虚地 (1)电压增益 “虚短”: vn≈vp ＝0 “虚断”: ip＝in≈0 ∴i1 ＝ i2+in≈ i2
1.结构特点 负反馈引到反相输入端, 信号从反相端输入。
v i v n v n vo R1 R2 v i vo R1 R2
vo R2 Av vi R1
当(vp- vn)<0时, vo=-Vom ——负饱和值
饱和值Vom的绝对值略低于正负电源的绝对值。
(5-13)
§2.3 §2.4 线性运放电路
运放外部接若干元件(R、C 等)，即可组成多种线 性运放电路。线性运放电路工作在闭环状态。
电路模电实验之运算放大器实验报告
目录1实验目的2 2实验原理23实验设计33.1实验I基础型实验 (3)3.1.11、电压跟随器——检测运放是否正常 (3)3.1.2反相比例运算放大器电压放大特性 (3)3.2实验II设计型实验 (4)3.2.1减法器的设计 (4)4实验预习仿真44.1电压跟随器——检测运放是否正常 (4)4.2反相比例运算放大器电压放大特性 (5)4.3减法器设计 (6)5数据处理7 6实验总结9 7思考题9 8实验讨论91实验目的•深刻理解集成放大器工作在线性工作区时,遵循的两条基本原则——虚短、虚断•熟悉集成运算放大器的线性应用。
•掌握比例运算等电路、训练设计运放电路的能力。
2实验原理集成运算放大器是一种高电压放大倍数的多级直耦放大电路,在深度负反馈条件下,集成运放工作在线性工作区,它遵循两条基本原则：1.虚短：U i=U−−U+≈02.虚断：I N≈I p≈0（非线性区也成立）用途:广泛应用于各种信号的运算处理、测量以及信号的产生、变换等电路中。
图1：运算放大器符号3实验设计3.1实验I基础型实验3.1.11、电压跟随器——检测运放是否正常3.1.2反相比例运算放大器电压放大特性3.2实验II设计型实验3.2.1减法器的设计1.自行设计运放电路，要求实现u0=2u i2−u i12.将u i分别设置为以下两组信号，验证电路是否满足要求4实验预习仿真4.1电压跟随器——检测运放是否正常图2：Multisim接线图3：Multisim结果4.2反相比例运算放大器电压放大特性图4：Multisim 接线图5：Multisim 结果U i (V )理论值(V )实测值(V )U N U P U O U O U iU N U P U O U O U i-0.300310455.314µV 564.134µV 3.012V 10.040.3-310563.904µV489.999µV-2.987V9.964.3减法器设计设计如图所示：表3：验证结果波形频率u i u0直流0u i1=1V,u i2=2V3.04V正弦波500Hz u i1=1V,u i2=2V2.98V5数据处理表1U i(V)理论值(V)实测值(V)U N U P U O U OU iU N U P U O U OU i-0.3003100.1mV0.2mV 3.66V12.20.300-310-0.1mV0-3.65V12.16表2波形频率u i u0直流0u i1=1V,u i2=2V 3.00V正弦波500Hz u i1=1V,u i2=2V 3.24V1.完成表1，并绘制基础型实验的运放的电压传输特性;2.列出基础型实验中U i和U o理论关系式，并和仿真数据、实际数据比较;•电压跟随器u i=u o仿真数据中u i=u o,实验数据u i=1.00V,u o=1.04V,在误差允许范围内，所以等式也成立。
模电--运算放大器
2.2.2 理想运放电路模型
V＋
iP = 0
vP
ri
ro
+
+
vo
vN iN = 0
Avo(vP – vN) V－
vO / V V＋
O vP – vN /mV V－
12 / 105
2.3 基本线性运放电路
2.3.1 同相放大电路
• 基本电路 • 负反馈概念 • 虚短与虚断 • 近似计算 • 电压跟随器
2.1.2 运算放大器电路模型
B. 电压传输特性
Avo越大，运放的线性 范围越小，必须在输
vo / V 正饱和
V＋
线性放大区
出与输入之间加负反 馈才能使其扩大输入
vo = Avo(vP – vN)
信号的线性范围。
O
vP – vN /mV
例：若UOM =12V，Avo=106，
则 |ui| <12V 时，运放
15 / 105
2.3 基本线性运放电路
2.3.1 同相放大电路
3. 虚短与虚断
vi
由于运放的开环放大倍数很
大，输入电阻高，输出电阻
ii vp
vid+–
vn
+
A
–
vo
小，分析时常将其理想化， 称所谓的理想运放。
R1 R2
理想运放
线性区工作特点
Avo
ri ro 0
uo Avo (up un ) up un
v3
v2–
–
A2
+
R3 v4
v4
v2
iR2
R1 R2 R1
v2
R2 R1
v1
R4 R3
【东南大学模电实验】实验七运算放大器及应用电路
实验七运算放大器及应用电路实验目的：1.认识运放的基本特性，通过仿真测试了解运放的基本参数，学会根据实际情况选择运放2.了解由运放构成的基本电路，并掌握分析方法。
实验内容：一、仿真实验。
1.运放基本参数电压传输特性如图，用DC Sweep给出LM358P线性工作区输入电压范围，根据线性区特性估算该运放的直流电压增益A vd0.DC Sweep仿真结果：A vd0=V(3)/V3=dy/dx=99.599k将扫描电压范围设为-500μV~500μV，当斜率为99.5987k时，测得线性工作区输入电压范围为-14.369V~12.9402V。
思考：A.当输入差模电压为0时，输出电压为多少？若要求输出电压为0，如何施加输入信号？为什么？输入差模电压为0时，输出电压为-3.3536V。
若要求输出电压为0，应将输入电压V3置为33.604μV。
B.观察运放输出电压的最高和最低电压，结合LM358P内部原理图所示电路分析该仿真结果的合理性。
最低电压：-14.369V，最高电压：12.9402V。
最低电压的绝对值大于最高电压的绝对值。
IN+可对OUT下边的PNP管射级电流造成影响。
IN+在很小的正电位时，输出为0，这导致了最低电压的绝对值大于最高电压的绝对值。
输入失调电压根据下图所示电路，仿真得到LM358P的输入失调电压V IO。
R1=1kΩ，R2=10Ω，进行直流工作点仿真，并完成表1R1=10kΩ，R2=100Ω，进行直流工作点仿真，并完成表2R1=100kΩ，R2=1kΩ，进行直流工作点仿真，并完成表3表1V3(μV) V4(μV) V5(μV) V5-V4(μV) -V3/(-R1/R2)(μV) -3416.60 -33.6312 0 33.6312 -34.16687表2V3(μV) V4(μV) V5(μV) V5-V4(μV) -V3/(-R1/R2)(μV) -3596.2 -33.6325 0 33.6325 -35.962表3V3(μV) V4(μV) V5(μV) V5-V4(μV) -V3/(-R1/R2)(μV) -5388.47 -33.6148 0 33.6148 -53.8847根据上述仿真结果，给出运放的输入失调电压V IO。
模电知识点复习总结
模电知识点复习总结模拟电子技术（模电）是电子工程中的重要基础学科之一，主要研究电路中的电压、电流以及能量的传输和转换。
下面是我对模电知识点的复习总结：一.基础知识1.电路基本定律：欧姆定律、基尔霍夫定律、电压分压定律、电流分流定律、功率定律。
2.信号描述与频域分析：时间域与频域的关系。
傅里叶级数和傅里叶变换的基本概念和应用。
3.理想放大器：增益、输入/输出电阻、输入/输出阻抗的概念和计算方法。
4.放大器基本电路：共射、共集、共基放大器的特点、电路结构和工作原理。
二.放大器设计1.放大器的参数：增益、输入/输出电阻、输入/输出阻抗。
2.放大器的稳定性：稳态稳定性和瞬态稳定性。
3.放大器的频率响应：截止频率、增益带宽积、输入/输出阻抗对频率的影响。
4.放大器的非线性失真：交趾略失真、交调失真、互调失真等。
5.放大电路的优化设计：负反馈、输入/输出阻抗匹配、增益平衡等。
三.运算放大器1.运算放大器的基本性质：增益、输入阻抗、输出阻抗、共模抑制比。
2.电压放大器：非反转放大器、反转放大器、仪表放大器、差分放大器。
3.运算放大器的应用电路：比较器、积分器、微分器、换相器、限幅器等。
4.运算放大器的非线性失真：输入失真、输出失真、交调失真等。
四.双向可调电源1.双向可调电源的基本原理：输入电压、输出电压和控制信号之间的关系。
2.双向可调电源的电路结构：移相电路、比较器、反相放大器、输出级等。
3.双向可调电源的控制方式：串行控制和并行控制。
五.滤波器设计1.常见滤波器类型：低通、高通、带通和带阻滤波器。
2.滤波器的频率响应特性：通频带、截止频率、衰减量。
3.滤波器的传输函数：频率选择特性、阶数选择。
4.滤波器的实现方法：RC、RL、LC和电子管等。
六.可控器件1.二极管：理想二极管模型、二极管的非理想特性、二极管的应用。
2.可控硅：双向可控硅、单向可控硅、可控硅的触发电路和应用。
3.功率晶体管：NPN、PNP型功率晶体管的特性参数、功率放大电路设计。
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。
模电运算放大器基础知识总结
模电运算放大器基础知识总结模拟电路中的运算放大器是一种重要的电子器件，用于放大输入信号并输出放大后的信号。
在模拟电路设计和运算放大器的应用中，掌握一些基础知识是非常重要的。
运算放大器是一种具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的电路。
它通常由一个差分放大器和一个输出级组成。
差分放大器负责放大输入信号，而输出级则负责将放大后的信号输出。
运算放大器的基本特性包括放大倍数、输入阻抗、输出阻抗、失调电压和失调电流等。
放大倍数是指输入和输出之间的增益关系，一般用电压增益表示。
输入阻抗是指输入端对外部电路的阻抗，输出阻抗是指输出端对外部电路的阻抗。
失调电压和失调电流是指运算放大器在工作时产生的误差。
在运算放大器的应用中，常见的电路包括反相放大器、非反相放大器、加法器、减法器、积分器和微分器等。
反相放大器是将输入信号进行反相放大的电路，非反相放大器则是将输入信号进行非反相放大的电路。
加法器可以将多个输入信号相加，减法器可以将多个输入信号相减。
积分器可以对输入信号进行积分，微分器可以对输入信号进行微分。
在运算放大器的设计中，需要考虑一些关键参数，包括增益带宽积、相位裕度和稳定性等。
增益带宽积是指运算放大器在增益和带宽之间的乘积，相位裕度是指运算放大器的相位裕量与频率之间的关系，稳定性是指运算放大器在不同工作条件下的稳定性能。
为了实现更好的性能，运算放大器的设计需要考虑一些技术细节，包括电源抗扰度、共模抑制比、温漂和功耗等。
电源抗扰度是指运算放大器对电源电压波动的抵抗能力，共模抑制比是指运算放大器对共模信号的抵制能力，温漂是指运算放大器在温度变化时的性能变化，功耗是指运算放大器在工作时消耗的功率。
当设计和使用运算放大器时，还需要考虑一些常见问题和应用注意事项。
例如，输入和输出范围、电源电压、偏置电流和失调电压等问题都需要仔细考虑。
此外，还需要注意信号的幅度、频率和相位等特性，以确保运算放大器的正常工作和性能。
运算放大器是模拟电路中非常重要的器件，掌握它的基础知识对于模拟电路设计和应用至关重要。
模电实验2集成运算放大器仿真
附录
1、电压跟随器
2、上图为Vi=3V、RL=2KΩ时仿真所得数据V0=3V；改变RL,V0不变；改变Vi, 始终有V0=Vi。
3、反相放大电路
4、上图为反相放大电路, 其中输入电压Vi=0.1V, 输出电压V0=-1V。
改变Vi, 当Vi分别为
0.2V,0.3V,0.4V,0.5V时, V0分别为-2V,-3V,-4V,-5V.由此可得AV=V0/Vi=-10.
5、同向输入放大电路
6、上图为同相放大电路, 其中输入电压Vi=0.1V, 输出电压V0=1.1V。
改变Vi, 当Vi分别为
0.2V,0.3V,0.4V,0.5V时, V0分别为2.2V,3.3V,4.4 V,5.5V.由此可得AV=V0/Vi=11.
7、电压比较器
电路图:
（1）当输入电压Vi=50mv（峰值）f=1000Hz的正弦电压时, 输出波形如下:
(2)将Vi降至1Hz, 在输出端以两只反向并接的发光二极管代替负载RL, 输出波形如下图:
8、运放组合
上图为仪用放大器, 由图可知, V1=0.1V,V2=0.2V时, V0=1V;类似的, 改变V1,V2;使V1=0.3,V2=0.2,仿真结果V0=-1V.。
模电课件53集成电路运算放大器
2021/4/11
(maximum common mode input voltage)在保证运放正常工作条件下， 共模输入电压的允许范围。共模电压超 过此值时，输入差分对管出现饱和，放 大器失去共模抑制能力。
11
二、运算放大器的动态技术指标
1.开环差模电压放大倍数 Avd ：(open loop voltage gain)运放在无外加反馈条件下，输出电压的变化量 与输入电压的变化量之比。
2021/4/11
5
3.运算放大器的符号和型号
(1)集成放大器的符号
按照国家标准符号如图5.15所示。
(a)
(b)
图5.15 模拟集成放大器的符号
(a) 国家标准符号 (b)原符号
2021/4/11
6
(2)集成运算放大器的型号命名
数字序号
(与世界上其它厂家同类型产品的序号相同。)
其它例如:集成功率放大器的型号命名 CD－－－－
2021/4/11
21
4.高输入阻抗型
用于测量设备及采样保持电路中。 例如： AD549
IIB 0.040p A
Rid 1013
CF155/255/355
IIB 30p A
Rid 1012
2021/4/11
22
5.低功耗型
用于空间技术和生物科学研究中，工作于较低 电压下，工作电流微弱。 例如：
用于精密仪表放大器，精密测试系统，精密
传感器信号变送器等。 例如：
OP177 VIO 4μ V
IIO 0.3nA
dVIO 0.03μ V/ C d IIO 1.5pA/C
dT
dT
CF714
VIO 30 ~ 60 μ V dVIO 0.3 ~ 0.5 μ V/ C dT
模电各章节主要知识点总结
（2）若是开环（无反馈），或正反馈，则放大器处于饱和状态
2、理想运放条件： Ri ,由此得到虚断， i i 0 Avo ,由此得到虚短， v v
3、虚短和虚断：
RO 0 KCMRR
各种运算（比例，加减法，积分微分电路等）中，
i i 0,说明两个输入端无电流 ； v v,说明两个输入端等电位
例如：
vo ic (RL // RC ) ib(RL // RC )
vi ib (rbe (1 )Re )
Av
vo vi
RL // RC
rbe (1 )Re
如果该题有射极旁路电容存在，
则有：
Av
vo vi
RL // RC rbe
Ri
模电各章节主要知识点和解题关键
第一章 绪论
1. 放大电路四种模型 2. 输入电阻（P13） 3. 输出电阻（P13） 4.增益与放大 倍数（符号）（P15）
电压增益=20lg Av dB
5. 频率响应（P15,16）
第二章 运算放大器
主要知识点解读：
1、运算电路特点：
（1）要构成各种运算，必须要有负反馈******，才有虚短和虚断
2.动态分析方法：
采用小信号模型，即微变等效电路。
rbe rbb '(1 )(re re ')
rbb
'(1
)
VT IE
VT 26mV（常温）
一般情况下，取 rbb' 200
解题思路是：先画出交流通路，再将三极管的简化模型替代 三极管进行分析计算。做熟练以后，若没要求画微变等效电路， 就可以不画。提醒：有射极电阻的情况下，要看有没有旁路电容！
模电运算放大器
类型：同相比例放大和反相比例放大。
方法：引入深度电压并联负反馈或电压串联 负反馈。这样输出电压与运放的开环 放大倍数无关，与输入电压和外围网 络有关。
10
一、反相比例运算电路
i2
R2
1. 放大倍数
虚开路
u u 0
i1 ui
R1
RP
_
+ +
uo i1= i2
虚短路 虚开路
ui uo
理想运放的电压传输特性和电路模型
6
运放的输入方式
7
三、线性工作条件
负反馈的作用：
8
分析运放组成的线性电路的出发点
Ii u+ u–
_
+ +
uo
•虚短路 •虚开路
u u
Ii 0
•放大倍数与负载无关，
可以分开分析。
运放线
信号的放大、运算
性应用
有源滤波电路
9
§2 信号的运算电路
2.1 比例运算电路
18
R11 ui1
i11
ui2
R12
i12
iF
R2
_ +
+
RP
u u0 i11i12iF
uo
uo (RR121ui1RR122ui2)
调节反相求和电路的某一路信号的输入电阻，不影 响输入电压和输出电压的比例关系，调节方便。
19
二、同相加法器
R1
RF
ui1
R21
-
uo +
+
ui2
R22
R 1//RFR 21 //R 22
1 R4
)
R2(R12
模拟运算放大器的原理
模拟运算放大器的原理、选用原则和实际应用1．模拟运放的分类及特点模拟运算放大器从诞生至今，已有40多年的历史了。
最早的工艺是采用硅NPN工艺，后来改进为硅NPN-PNP工艺（后面称为标准硅工艺）。
在结型场效应管技术成熟后，又进一步的加入了结型场效应管工艺。
当MOS管技术成熟后，特别是CMOS技术成熟后，模拟运算放大器有了质的飞跃，一方面解决了低功耗的问题，另一方面通过混合模拟与数字电路技术，解决了直流小信号直接处理的难题。
经过多年的发展，模拟运算放大器技术已经很成熟，性能曰臻完善，品种极多。
这使得初学者选用时不知如何是好。
为了便于初学者选用，本文对集成模拟运算放大器采用工艺分类法和功能/性能分类分类法等两种分类方法，便于读者理解，可能与通常的分类方法有所不同。
1．1．根据制造工艺分类根据制造工艺，目前在使用中的集成模拟运算放大器可以分为标准硅工艺运算放大器、在标准硅工艺中加入了结型场效应管工艺的运算放大器、在标准硅工艺中加入了MOS工艺的运算放大器。
按照工艺分类，是为了便于初学者了解加工工艺对集成模拟运算放大器性能的影响，快速掌握运放的特点。
标准硅工艺的集成模拟运算放大器的特点是开环输入阻抗低，输入噪声低、增益稍低、成本低，精度不太高，功耗较高。
这是由于标准硅工艺的集成模拟运算放大器内部全部采用NPN-PNP管，它们是电流型器件，输入阻抗低，输入噪声低、增益低、功耗高的特点，即使输入级采用多种技术改进，在兼顾起啊挺能的前提下仍然无法摆脱输入阻抗低的问题，典型开环输入阻抗在1M欧姆数量级。
为了顾及频率特性，中间增益级不能过多，使得总增益偏小，一般在80~110dB之间。
标准硅工艺可以结合激光修正技术，使集成模拟运算放大器的精度大大提高，温度漂移指标目前可以达到0.15ppm。
通过变更标准硅工艺，可以设计出通用运放和高速运放。
典型代表是LM324。
在标准硅工艺中加入了结型场效应管工艺的运算放大器主要是将标准硅工艺的集成模拟运算放大器的输入级改进为结型场效应管，大大提高运放的开环输入阻抗，顺带提高通用运放的转换速度，其它与标准硅工艺的集成模拟运算放大器类似。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
_
+ +
uo
•虚短路 •虚开路
u u
Ii 0
•放大倍数与负载无关，
可以分开分析。
运放线
信号的放大、运算
性应用
有源滤波电路
9
§2 信号的运算电路
2.1 比例运算电路
作用：将信号按比例放大。
类型：同相比例放大和反相比例放大。
方法：引入深度电压并联负反馈或电压串联 负反馈。这样输出电压与运放的开环 放大倍数无关，与输入电压和外围网 络有关。
ui1
R21 R21 R22
ui 2
uo
(1
RF R1
)( R12 R11 R12
ui1
R11 R11 R12
ui2 )
注意：同相求和电路的各输入信号的放大倍数互相影响，不能
单独调整。
21
R1 RF
-
ui1
R21
+ +
ui2 R22
R´
左图也是同相求和运算 电路，如何求同相输入 uo 端的电位？
27
单运放的加减运算电路
uo
R5 (
ui1 R1
ui2 R2
ui3 R3
ui4 R4
)
优点：元件少，成本低。 缺点：要求R1//R2//R5=R3//R4//R6。阻值的调整计算不
方便。 改进：采用双运放电路。
28
四、双运放的加减运算电路
ui1 R1
RF1
uo1
RF
1
(
ui1 R1
Ao越大，运放的线性范围越小，必须在输出与输入之 间加负反馈才能使其扩大输入信号的线性范围。 3
电压传输特性
电路模型
4
二、理想运算放大器
由于运放的开环放大倍数很大，输入电阻 高，输出电阻小，在分析时常将其理想化， 称其所谓的理想运放。
理想运放的条件 运放工作在线性区的特点
Ao
ri
uo Ao( u u ) 虚短路
Ii 0 虚开路
u u
ro 0
放大倍数与负载无关。分析多 个运放级联组合的线性电路时 可以分别对每个运放进行。 5
理想运放的电压传输特性和电路模型
6
运放的输入方式
7
三、线性工作条件
负反馈的作用：
8
分析运放组成的线性电路的出发点
Ii u+ u–
R1
R2
解出：
uo
R2 R1
(ui 2
ui1)
25
例：设计一个加减运算电路， RF=240k，使 uo=10ui1+ 8ui2 - 20ui3
解: (1) 画电路。
系数为负的信 号从反相端输 入，系数为正 的信号从同相 端输入。
ui3 R3
RF
ui2 R2
-
uo + +
ui1
R1
R4
26
)u
]
R5 (
ui1 R1
ui2 R2
ui3 R3
ui4 R4
)
R1 // R2 // R5 R3 // R4 // R6
24
单运放的加减运算电路的特例：差动放大器
ui1 R1
ui2 R1
R2
_ +
+
R2
u u
uo u u ui1
uo
R2
R1
ui2 u u
运算放大器
——有源、多动能、集成电路
1
§1 基本知识
运 放 的 电 路 符 号
ui
_ Ao uo +
+
2
一、运放的开环电压传输特性
_ Ao uo
ui
+
+
uo +UOM ui
UOM uomax EC
-UOM
例：若UOM=12V，Ao=106，
则|ui|<12V时，运放
处于线性区。
线性放大区
18
R11 ui1
i11
ui2
R12
i12
iF
R2
_ +
+
RP
u u 0
i11 i12 iF
uo
uo
(
R2 R11
ui1
R2 R12
ui2 )
调节反相求和电路的某一路信号的输入电阻，不影 响输入电压和输出电压的比例关系，调节方便。
19
二、同相加法器
R1
RF
ui1
-
R21
t
思考：如果输入是正弦波，输出波形怎样，请
自己计算。
35
应用举例3：微分方程模拟求解
36
积分电路的主要用途： 1. 在电子开关中用于延迟。 2. 波形变换。例：将方波变为三角波。 3. A/D转换中，将电压量变为时间量。 4. 移相。
其他一些运算电路：对数与指数运算电路、乘 法与除法运算电路等，将在后面介绍
提示： 1. 虚开路：流入同相端的
电流为0。 2. 节点电位法求u+。
22
三、单运放的加减运算电路
R1
R5
ui1
ui2
R2
R3 ui3
_
uo
+
+
ui4
R4
R6 R1 // R2 // R5 R3 // R4 // R6
实际应用时可适当增加或减少输入端的个数，
以适应不同的需要。
23
R1 ui1
16
2.2 加减运算电路
作用：将若干个输入信号之和或之差按比 例放大。
类型：同相求和和反相求和。 方法：可用虚短、虚断的概念来分析，也可
用叠加定理
17
一、反相加法器
R11 ui1
ui2
R12
R2
_
uo
+
+
RP R11 // R12 // RF RP
实际应用时可适当增加或减少输入端的个数， 以适应不同的需要。
10
一、反相比例运算电路
i2
R2
1. 放大倍数
虚开路
u u 0
i1 ui
R1
RP
_
+ +
uo i1= i2
虚短路 虚开路
ui uo
R1
R2
结构特点：负反馈引到反相输 入端，信号从反相端输入。
Au
uo u1
R2 R11 1
i2
R2
i1 ui
R1
RP
_
+ +
平衡电阻，使输入端对地 的静态电阻相等，保证静 态时输入级的对称性。
uo
ui
应用举例1：
0
输入方波，输出是三角波。
uo
uo
1 RC
uidt
t
0
t
34
应用举例2：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。
ui
uo
1 RC
t
Udt
0
U
0
t
U om
1 RC UTM
uo
TM
积分时限
TM
RCUom U
0
-Uom
(2) 求各电阻值。
ui3
R3
RF
ui2 R2
-
uo + +
ui1
R1
R4
uo=10ui1+ 8ui2 - 20ui3
R1 // R2 // R4 R3 // RF
uo
RF
(
ui1 R1
ui2 R2
ui3 ) R3
RF 240k
R1 24k R2 30k R3 12k R4 80k
(ui 2
ui1)
32
2.3 微分运算电路与积分运算电路
一、微分运算
iF R
i1 C ui
R2
–
+
+
u–= u+= 0
uo
抗干扰差
iF
uo R
i1
C
dui dt
i1 iF
uo
RC
dui dt
33
二、积分运算
iF C
i1 ui
R
R2
-
+
+
i1
ui R
iF
C
duo dt
ui2
R2
R3 ui3
ui4
R4
R5
_ +
+ R6
虚开路
u
(R3
//
R4
//
R6
)(
ui3 R3
ui4 R4
)
uo u u
虚短路
ui1 u ui2 u uo u
R1
R2
R5
虚开路
uo
R5[
ui1 R1
ui 2 R2
( 1 R1
1 R1
1 R1
R
RW
uo2 uo2 uo1
2R RW RW
(ui 2
ui1)
31