电子电路课件:第三章 第六章 集成运算放大电路

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第六章 集成运算放大器

第六章 集成运算放大器

偏置电路是为集成运算放大器的输入级、中间级和输出级电路 提供静态偏置电流,设置合适的静态工作点。 运算放大器的图形符号如图6-2所示,其中反相输入端用“-”号 表示,同相输入端用“+”号表示 。器件外端输入、输出相应 地用N、P和O表示。
图6-2 运算放大器的图形符号
二、集成运算放大器的主要参数 1. 开环差模电压放大倍数 uo 开环差模电压放大倍数A
图6-4 反馈信号在输出端的取样方式 (a)电压反馈 (b)电流反馈
(4)串联反馈和并联反馈—─反馈的方式 如果反馈信号与输 入信号以串联的形式作用于净输入端,这种反馈称为串联反 馈,如图6-5(a)所示。如果反馈信号与输入信号以并联的 形式作用于净输入端,这种反馈称为并联反馈,如图6-5(b) 所示。可用输入端短路法判别,即将放大电路输入端短路, 如短路后反馈信号仍可加到输入端,则为串联反馈,如短路 后反馈信号仍无法到输入端,则为并联反馈。
图6-7 放大电路的传输特性1—闭环特性 2—开环特性
(3)展宽了通频带 放大器引入负反馈后,虽然放大倍数降低了,但放大器的稳定 性得以提高,由于频率不同而引起的放大倍数的变化也随 之减小。在不同的频段放大倍数的下降幅度不同,中频段 下降的幅度较大,而在低频段和高频段下降的幅度较小, 结果使放大器的幅频特性趋于平缓,即展宽了通频带。
(4)改变了输入输出电阻 负反馈对输入电阻的影响取决于反馈信号在输入端的连接方式。 并联负反馈是输入电阻减小,串联负反馈是输入电阻增大。 负反馈对输出电阻的影响取决于反馈信号在输出端的取样方 式。电压负反馈是输入电阻减小,电流负反馈是输入电阻增 大。电压负反馈有稳定输出电压的作用,电流负反馈有稳定 输出电流的作用。 电压串联负反馈使电压放大倍数下降,稳定了输出电压,改善 了输出波形,增大了输入电阻,减小了输出电阻,扩展了通 频带。电压并联负反馈使电压放大倍数下降,稳定了输出电 压,改善了输出波形,减小了输入电阻,减小了输出电阻, 扩展了通频带。电流串联负反馈使电压放大倍数下降,稳定 了输出电流,改善了输出波形,增大了输入电阻,增大了输 出电阻,扩展了通频带。电流并联负反馈使电压放大倍数下 降,稳定了输出电流,改善了输出波形,减小了输入电阻, 增大了输出电阻,扩展了通频带。

集成运算放大电路教学课件PPT

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)

集成运算放大电路

集成运算放大电路
2016/12/24
4. 放大差模信号
差模信号:数值相等,极性相反 的输入信号,即
uI1 uI2 uId / 2
iB1 iB2 iC1 iC2 uC1 uC2 uO 2uC1
+ u Id 2



u Id 2
△iE1=-△ iE2,Re中电流不变,即Re 对差模信号无反馈作用。
n U U U U o o1 o2 o A A u uj U U U U j 1 i i i2 in
2. 输入电阻
Ri Ri1
3. 输出电阻
Ro Ron
对电压放大电路的要求:Ri大, Ro小,Au的数值 大,最大不失真输出电压大。
Ri
Ri 2 R5// [rbe2 (1 β2 ) R6 // RL ] 56 K
2016/12/24
1 ( R3 // Ri2 ) 50 (5 // 56 ) Au1 = 191 rbe1 1 .2
Au Au1 Au 2
(1 β ) Re Au ( Rb rbe ) (1 β ) Re
2016/12/24
R3 // R5 rbe2 Rb rbe Ro R6 // 118 Ro Re // 1 2 1
2016/12/24
三、多级放大电路的频率响应
1. 讨论: 一个两级放大电路每一级(已考虑了它们的相互
影响)的幅频特性均如图所示。
20 lg A 20 lg A 40 lg A 20 lg A u u1 u2 u1
uOc 共 模 放 大 倍 数Ac ,参数理想对称时 Ac 0 uIc
2016/12/24

集成运算放大电路PPT培训课件

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

(完整word版)电子电路基础版

(完整word版)电子电路基础版

通信电子电路基础第一章半导体器件§1-1 半导体基础知识一、什么是半导体半导体就是导电能力介于导体和绝缘体之间的物质。

(导电能力即电导率)(如:硅Si 锗Ge等+4价元素以及化合物)二、半导体的导电特性本征半导体――纯净、晶体结构完整的半导体称为本征半导体。

硅和锗的共价键结构。

(略)1、半导体的导电率会在外界因素作用下发生变化•掺杂──管子•温度──热敏元件•光照──光敏元件等2、半导体中的两种载流子──自由电子和空穴•自由电子──受束缚的电子(-)•空穴──电子跳走以后留下的坑(+)三、杂质半导体──N型、P型(前讲)掺杂可以显著地改变半导体的导电特性,从而制造出杂质半导体。

•N型半导体(自由电子多)掺杂为+5价元素。

如:磷;砷P──+5价使自由电子大大增加原理:Si──+4价P与Si形成共价键后多余了一个电子。

载流子组成:o本征激发的空穴和自由电子──数量少。

o掺杂后由P提供的自由电子──数量多。

o空穴──少子o自由电子──多子•P型半导体(空穴多)掺杂为+3价元素。

如:硼;铝使空穴大大增加原理:Si──+4价B与Si形成共价键后多余了一个空穴。

B──+3价载流子组成:o本征激发的空穴和自由电子──数量少。

o掺杂后由B提供的空穴──数量多。

o空穴──多子o自由电子──少子结论:N型半导体中的多数载流子为自由电子;P型半导体中的多数载流子为空穴。

§1-2 PN结一、PN结的基本原理1、什么是PN结将一块P型半导体和一块N型半导体紧密第结合在一起时,交界面两侧的那部分区域。

2、PN结的结构分界面上的情况:P区:空穴多N区:自由电子多扩散运动:多的往少的那去,并被复合掉。

留下了正、负离子。

(正、负离子不能移动)留下了一个正、负离子区──耗尽区。

由正、负离子区形成了一个内建电场(即势垒高度)。

方向:N--> P大小:与材料和温度有关。

(很小,约零点几伏)漂移运动:由于内建电场的吸引,个别少数载流子受电场力的作用与多子运动方向相反作运动。

集成运算放大器电路原理

集成运算放大器电路原理

若单端输出时的负载接在一个输出端和地之间,计算Aud 时,总负载为R′L=RC‖RL。
b. 差模输入电阻 c. 差模输出电阻
Rid
Uid Iid
2Uid1 Iid
2rbe
双端输出时为 单端输出时为
Rod2RC Ro d(单) RC
K
第六章 集成运算放大器电路原理
2、共模抑制特性 共模信号: Ui1=Ui2=Uic
V4
IC 1Ir4IB 1(15)
IC 2IC 3IC 41(1 1( 15)5 )4IrIr
一般β1(1+β5)>>4 容易满足,IC2、IC3、IC4更接近 Ir,并 且受β的温度影响也小。
K
第六章 集成运算放大器电路原理
多集电极晶体管镜像电流源
UCC V2
V1
UCC V3
Rr
Ir
IC1 IC2
K
第六章 集成运算放大器电路原理
6.1 集成运算放大器的电路特点
集成运放:多级放大电路。



电路设计上的主要特点: Ui 入




级 Uo
(1) 高增益直接耦合。
(2) 用有源器件代替无源元件。
电流源电路
(3) 利用对称结构改善电路性能。 集成运放电路框图
理想运放:电压增益高、 输入电阻大、 输出电阻小、 工 作点漂移小、失调电压和失调电流为零等特点。
K
第六章 集成运算放大器电路原理
第六章 集成运算放大器电路原理
集成运算放大器是采用微电子技术,将晶体管、电阻、 电容及连线制作在硅片上的电路。
本章介绍集成运放的单元电路和典型集成运放芯片, 重点是差动放大器、恒流源和互补跟随输出级电路。掌握 不同输入输出类型的差动放大器的动特性分析:差(共) 模电压增益、输入输出电阻以及共模抑制比的求法;理解 恒流源的原理,熟悉几种典型恒流源的电路原理图。

《电子电路基础》PPT课件

《电子电路基础》PPT课件
北京邮电大学出版社
PNP型三极管组成的基本共射 放大电路如图1-17所示。比 较图1-17和图1-16可以看到, 为了使三极管工作处在放大 状态,要求发射结正向偏置、 集电结反向偏置,为此在图117中,在输入回路所加基极 直流电源VBB及输出回路所加 集电极直流电源VCC反向了, 相应的直流电流IB、IC和IE也 都反向了,这也是NPN型和 PNP型三极管符号中发射极指 示方向不同的含义所在。对 于交流信号,这两种电路没 有任何区别
二极管所产生的交流电流与交流电压的关系。在直流工作点Q一定, 在二极管加有交流电压u,产生交流电流i,交流等效电阻rD定义为
du u rD di Q i Q
北京邮电大学出版社
1.3.3 二极管的等效电阻
当二极管上的直流电压UD足够大时
在常温情况下,二极r1D 管 d在dui 直Q 流U工1T 作IS 点 eUQuT 的Q 交 UI流QT 等效电阻rD 为
在无外电场和无其它激发作用下,参与扩散运动的多子数 目等于参与漂移运动的少子数目,从而达到动态平衡。
北京邮电大学出版社
1.2 PN结及其特性
1.2.2 PN结的导电特性
PN结外加正向电压 时处于导通状态
PN结外加反向电压 时处于截止状态
势垒区
⊝ ⊝ ⊝ ⊝⊕ ⊕ ⊕ ⊕
⊝ ⊝ ⊝ ⊝⊕ ⊕ ⊕ ⊕
⊝ ⊝ ⊝ ⊝⊕ ⊕ ⊕ ⊕
P区
N区
I
V
R
图1-5 PN结加正向电压处于导通状态
பைடு நூலகம்
势垒区
⊝ ⊝ ⊝ ⊝⊕⊕⊕ ⊕
⊝ ⊝ ⊝ ⊝⊕⊕⊕ ⊕ ⊝ ⊝ ⊝ ⊝⊕⊕⊕ ⊕
P区
N区
IS
V
R
图1-6 PN结加反向电压处于截止状态

《模拟电子技术》课件第6章 集成运算放大电路

《模拟电子技术》课件第6章 集成运算放大电路

IE2
IE1Re1 Re2
VT Re2
ln
IE1 IE2
§6.2 电流源电路
IR R
IC1
T1
IE1 Re1
IB1 IB2
VCC
I C 2=IO
T2
IE2 Re2
当值足够大时
IR IC1 IE 1 IO IC2 IE 2
IO
IR
Re1 Re2
VT Re2
ln
IR IO
IO
IR
Re1 Re2
四、微电流源
R c + vo R c
VCC
Rs
+
vi1
T1 RL T2
Rs
+
vi2
Re
VEE
2、差模信号和共模信号的概念
vid = vi1 vi2 差模信号
vic
=
1 2
(vi1
vi2 )
共模信号
Avd
=
vod vid
差模电压增益
其中vod ——差模信号产生的输出
Avc
=
voc vic
共模电压增益
总输出电压
IE3
IC2
IC1
1
IC2
2
IC 1
2 IC1 β
IO
1
IR 2
2
2
IR
IC1
T1
R IB3
T3
IE3
IB1 IB2
V CC IO= IC2 = IC1
T2
IR R
IC1
IB3
T1 I B1
VCC
IO
T3
IE3 IC2
T2 IB2
三、比例电流源
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2uo1 2ui1
Au1
(RC //
rbe
RL 2)ຫໍສະໝຸດ 注意:电路采用了成倍元件,但电压增益并没有
得到提高。
➢ 双入单端输出
ii T1
+
+
ui1
-
RC RL uo1= uod
-
半电路差模交流通路
VCC
RC
T1
+
RL +-uo
ui1
-
REE
VEE
RC T2
+ ui2 -
与双端输出电路的区别:仅在于对RL的处理上。
第三章 集成运算放大电路
The Operational Amplifier(Op-Amp)
Analog IC
运算放大器实质:高增益直接耦合放大电路
▪ 集成运放性能特点
Au很大:(104 ~ 107 或 80 ~ 140dB) Ri 很大:(几k ~ 105 M 或 ) Ro很小:(几十 ) 静态输入、输出电位均为零。
(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----
集成稳压器的型号命名
CW----
运算放大器外形图
3.1 差分放大器
差分放大器具有抑制零点漂移的作用,广泛用于集成电路
的输入级,是另一类基本放大器。
一. 电路结构
VCC
RC T1
+ vi1 -
+ vo -
RL
REE

ui1 = uic+ uid / 2 ui2 = uic - uid / 2
例:ui1=10.02v, ui2=9.98v,求uid, uic 解: uid = ui1 - ui2= 10.02-9.98=0.04V
uic = (ui1 + ui2 ) / 2=(10.02+9.98)/2=10V
2
uic uid 2
0.02 10 uic 0.02
10.02V 10 9.98V
三.交流性能(续)
同样对输出uo 差模输出电压 共模输出电压
uod = uo1 - uo2 uoc = uo1 = uo2
▪且 uo1 = uoc+ uod / 2 ui2 = uoc - uod / 2
➢ 双入双出
✓差模输入电阻
Rid
uid ii
ui1 ui2 ii
2ui1 ii
ii T1
+
+
ui1
-
RC RL uo1
2-
半电路差模交流通路
2Ri1 2rbe
✓差模输出电阻 Rod 2Ro1 2RC
✓差模电压增益 uo1 = -uo2 = uod / 2
Aud
uod uid
uo1 uo2 ui1 ui2
单入=双入
R s rbe Re 1
RC T2
+ vi2 -
1=2=
VBE1=VBE2=VCVC BE
RC
RC
+-vrRiTb1C1e11==RrRbLCRe22E==E+-voRrbCe
T2
+ vi2 -
VEE
VEE
▪由两完全对称的共发电路,经射极电阻REE耦合而成。 ▪采用正负双电源供电:VCC =|VEE|。
▪具有两种输出方式:双端输出、单端输出。
差放半电路分析法
因电路两边完全对称,因此差放分析的关键,就是如何在差 模输入与共模输入时,分别画出半电路交流通路。在此基础 上分析电路各项性能指标。
分析步骤: ▪ 差模分析 画半电路差模交流通路 计算Aud、Rid、Rod ▪ 共模分析 画半电路共模交流通路 计算Auc、KCMR、Ric ▪ 根据需要计算输出电压
一对差模输入信号 u’i1 = -u’i2 = uid / 2=0.02V
一对共模输入信号 u’’i1 =u’’i2 = uiC=10V
实际中:差模信号---有用信号 共模信号---干扰信号
所以:输入信号是两部分叠加!
ui1 u 'i1 ui2 u 'i
u ''i1 2 u ''i
uid 2
I EE I EE
2
VBE(on) VEE REE VCQ1 VCQ2
VCC
I CQ1RC
Vo Vo1 Vo2 VC1 VC2 0 0入0出。
三.交流性能
差模信号和共模信号
(differential-mode) (common-mode)
▪ 差模信号:指大小相等、极性相反的信号。
双端输出: 计算uo 单端输出: 计算uo1 、 uo2
四种接法:
A双入双出 同 C单入双出 B双入单出 同 D单入单出
差模性能分析
ui1 = -ui2 = uid / 2 1)半电路差模交流通路
因 iC1 = ICQ + iC iC2 = ICQ - iC
故 IEE = iC1 + iC2 = 2ICQ(不变)
Rid
uid ii
2Ri1 2rbe
Rod1 Ro1 RC
不变 减小
Aud1
uod1 uid
uo1 2ui1
Au1 2
1 (RC // RL )
2
rbe
Aud2
减小
注意:左出(T1)为负,右出(T2)为正,电压
增益仅为单管共射电路的一半!对臂输出,极性相反!
➢ 单入双出
➢ ④单入双出
▪ 集成运放电路符号
反相输入端
u-
-
同相输入端
u+
+
uo
输出端
由于实际电路较复杂 ,因此读图时,应根据电路组成, 把整个电路划分成若干基本单元进行分析。
▪ 集成运放电路组成
采用1~2级共发电路
输入级
中间增益级
输出级
采用改进型 差分放大器
偏置电路 采用电流源
采用射随器或 互补对称放大器
型号命名
数字序号
二.静态分析--估算电路Q点
VCC
VCC
RC T1
+ vi1 -
+ vo -
RL
REE
RC T2
+ vi2 -
RC
T1
ICQ1
RC
ICQ2
T2
REE
IEE
VEE
VEE
令 vi1 = vi2 = 0,画出电路直流通路。
因电路采用正负双电源供电,则 VBQ1 = VBQ2 0
因此
I CQ1 I CQ2
表示为 u’i1 = -u’i2 = uid / 2 差模输入电压 uid = ui1 - ui2 ▪ 共模信号:指大小相等、极性相同的信号。
表示为 u’’i1 = u’’2 = uic
共模输入电压 uic = (ui1 + ui2 ) / 2
▪ 任意信号:均可分解为一对差模信号与一对共模
信号之代数和。
✓REE对差模视为短路。
✓RL中点视为交流地电位, 即每管负载为RL / 2 。 ✓直流电源短路接地。
注意:关键在于对公共器件的处理。
VCC
RC
○T+1
+ ui1 -
○- + vo -○+
RL
REE
RCT○-2 + ui2 -
VEE
T1
+
ui1
-
+
RC RL uo1
2-
半电路差模交流通路
2)差模性能指标分析
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