最新4.18运放的基本放大应用——电子科技大学——电子实验中心——课件
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模拟电子技术教学课件-集成运算放大器的应用
小信号进行放大，且具有较强的共模抑制能力。
因为最后一级运算 放大器是双端输入差 分电路，所以：
2021/7/25
4.1 集成运放的线性应用电路
思考与练习
Sikaoyulianxi 1.集成运放构成的基本线性应用电路有哪些？在这些基本 电路中，集成运放均工作在何种状态下？
2.“虚地”现象只存在于线性应用运放的哪种运算电路中？
由一个RC低通电路和一个RC高通 电路形成带通滤波器。
高
低通
通
利用同相输入的比例 放大电路做隔离放大 级。为改善频率特性 引入正反馈。
幅频特性：
2021/7/25
带阻滤波器
将一个RC低通电路和一个RC 高通电路的输出求和，即形 成带阻滤波器。
如果带阻滤波器的阻 带设置为某单一频率 时，则可构成陷波滤 波器。
由虚断可得： 数值代入后整理可得： 通频带内的电压放大倍数：
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4.1.8 有有源源滤波高器通——滤常用波的器有源滤波器
通频带内的电压放大倍数： 传输函数为：
电路的特性频率为： 当输入信号的频率f等于通带截止频率f0时：
幅频特性：
2021/7/25
4.1.8 有源滤4带.波1.8器通有—滤源—滤常波波用器的器有源滤波器
第4单元 集成运算放大器的应用
集成运放的运算应用电路
目
Jichengyunfangdeyunsuanyingyingdianlu
录
集成运算放大器的非线性应用
3zhongzutaifangdadianludexingnengbijiao
集成运算放大器的选择、使用和保护
Danjixingguandedanjifangdadianlu
模电运算放大器课件
• 性能要求：运算放大器的带宽应该足够宽，以保证在所需频率范围内输出电压 的幅度和相位稳定，不出现失真和变形。同时，在设计运算放大器电路时，需 要根据实际需求选择合适的带宽和频率响应指标，以达到最佳的性能和稳定性 。
CHAPTER 04
运算放大器的应用电路
加法电路和减法电路
加法电路
描述：加法电路利用运算放大器实现多个输入信号的加法运算。
输入阻抗和输出阻抗
定义
输入阻抗是指运算放大器输入端呈现的阻抗，输出阻抗是指运算放大器输出端呈现的阻抗 。
影响因素
输入阻抗和输出阻抗受到运算放大器内部电路结构、晶体管参数、电源电压等多种因素的 影响。
性能要求
运算放大器的输入阻抗应该足够高，以减少对信号源的负载效应；输出阻抗应该足够低， 以保证输出信号能够传输到后续电路中，不受信号损失和失真影响。
噪声抑制技术
降低运算放大器的噪声可以提高其稳定性。通过采用低噪声器件、优化布局布线、降低电源电压等方法 ，可以有效降低运算放大器的噪声水平，从而提高其稳定性。
CHAPTER 06
运算放大器的选择与使用注意事项
不同类型运算放大器的选择
低噪声运算放大器
在需要极低噪声的应用场景下， 如音频信号处理，应选择低噪声
电源滤波
在电源设计中，应采用适当的滤波措施，减小电 源噪声对放大器性能的影响。
电源电压选择
根据运算放大器的规格书，选择合适的电源电压 ，避免过高或过低的电压导致放大器工作异常。
使用运算放大器的布线与PCB设计注意事项
01
02
03
04
布线对称
为了减小差分输入电压的误差 ，运算放大器的输入布线应尽
可能对称。
以上内容可以为模电运算放大器课件 的学习者提供全面且深入的知识，帮 助了解运算放大器的基本原理、分类 及应用。
CHAPTER 04
运算放大器的应用电路
加法电路和减法电路
加法电路
描述：加法电路利用运算放大器实现多个输入信号的加法运算。
输入阻抗和输出阻抗
定义
输入阻抗是指运算放大器输入端呈现的阻抗，输出阻抗是指运算放大器输出端呈现的阻抗 。
影响因素
输入阻抗和输出阻抗受到运算放大器内部电路结构、晶体管参数、电源电压等多种因素的 影响。
性能要求
运算放大器的输入阻抗应该足够高，以减少对信号源的负载效应；输出阻抗应该足够低， 以保证输出信号能够传输到后续电路中，不受信号损失和失真影响。
噪声抑制技术
降低运算放大器的噪声可以提高其稳定性。通过采用低噪声器件、优化布局布线、降低电源电压等方法 ，可以有效降低运算放大器的噪声水平，从而提高其稳定性。
CHAPTER 06
运算放大器的选择与使用注意事项
不同类型运算放大器的选择
低噪声运算放大器
在需要极低噪声的应用场景下， 如音频信号处理，应选择低噪声
电源滤波
在电源设计中，应采用适当的滤波措施，减小电 源噪声对放大器性能的影响。
电源电压选择
根据运算放大器的规格书，选择合适的电源电压 ，避免过高或过低的电压导致放大器工作异常。
使用运算放大器的布线与PCB设计注意事项
01
02
03
04
布线对称
为了减小差分输入电压的误差 ，运算放大器的输入布线应尽
可能对称。
以上内容可以为模电运算放大器课件 的学习者提供全面且深入的知识，帮 助了解运算放大器的基本原理、分类 及应用。
电子课件电子技术基础第六版第三章集成运算放大器及其应用
1. 组成框图 集成运算放大器的组成框图如图所示，通常包括输入级、 中间级、输出级和偏置电路。
集成运算放大器的组成框图
（1）输入级 通常是具有较大输入电阻和一定放大倍数的差动放大电路 ，利用它可以使集成运算放大器获得尽可能高的共模抑制比 。 （2）中间级 中间级的作用是使集成运算放大器具有较强的放大能力， 通常由多级共射极放大器构成。
一、零点漂移
放大直流信号和缓慢变化的信号必须采用直接耦合方式， 但简单的直接耦合放大器，常会发生输入信号为零输出信号 不为零的现象。产生这种现象的原因很多，如温度的变化、 电源电压的波动、电路元件参数的变化等，都会使静态工作 点发生缓慢变化，该变化量被逐级放大，便会使放大器输出 端出现不规则的输出量，这种现象称为“零点漂移”，简称“零 漂”。
三、集成运算放大器的主要参数
为了表征集成运算放大器的性能，生产厂家制定了很多参 数，作为合理选择和正确使用集成运算放大器的依据。下面 介绍几项主要的参数，见表。
集成运算放大器的主要参数
集成运算放大器的主要参数
§3-3 集成运算放大器的基本电路
学习目标
1. 了解理想集成运算放大器的基本概念。 2. 了解集成运算放大器线性工作区和非线性工作区的 特性及工作特点。 3. 理解集成运算放大器“虚短”“虚断”的概念。 4. 了解集成运算放大器电路直流平衡电阻的配置。
2. 消除自激振荡 集成运算放大器是多级放大器，具有极高的电压放大倍数 ，但它极易产生自激振荡，使运算放大器不能正常工作。为 了防止自激振荡的产生，通常按产品手册要求，在补偿端子 上接指定的补偿电容或 RC 移相网络，以便消除自激振荡现 象。
四、集成运算放大器的保护 电路
1. 防止电源极性接反 为了防止电源极性接反而损坏集 成运算放大器，可利用二极管的单向 导电特性来控制，如图所示，二极管 V1、V2 串入集成电路直流电源电路 中，当电源极性接反时，相应的二极 管便截止，从而保护了集成电路。 防止电源极性接反保护电路
集成运算放大器的组成框图
（1）输入级 通常是具有较大输入电阻和一定放大倍数的差动放大电路 ，利用它可以使集成运算放大器获得尽可能高的共模抑制比 。 （2）中间级 中间级的作用是使集成运算放大器具有较强的放大能力， 通常由多级共射极放大器构成。
一、零点漂移
放大直流信号和缓慢变化的信号必须采用直接耦合方式， 但简单的直接耦合放大器，常会发生输入信号为零输出信号 不为零的现象。产生这种现象的原因很多，如温度的变化、 电源电压的波动、电路元件参数的变化等，都会使静态工作 点发生缓慢变化，该变化量被逐级放大，便会使放大器输出 端出现不规则的输出量，这种现象称为“零点漂移”，简称“零 漂”。
三、集成运算放大器的主要参数
为了表征集成运算放大器的性能，生产厂家制定了很多参 数，作为合理选择和正确使用集成运算放大器的依据。下面 介绍几项主要的参数，见表。
集成运算放大器的主要参数
集成运算放大器的主要参数
§3-3 集成运算放大器的基本电路
学习目标
1. 了解理想集成运算放大器的基本概念。 2. 了解集成运算放大器线性工作区和非线性工作区的 特性及工作特点。 3. 理解集成运算放大器“虚短”“虚断”的概念。 4. 了解集成运算放大器电路直流平衡电阻的配置。
2. 消除自激振荡 集成运算放大器是多级放大器，具有极高的电压放大倍数 ，但它极易产生自激振荡，使运算放大器不能正常工作。为 了防止自激振荡的产生，通常按产品手册要求，在补偿端子 上接指定的补偿电容或 RC 移相网络，以便消除自激振荡现 象。
四、集成运算放大器的保护 电路
1. 防止电源极性接反 为了防止电源极性接反而损坏集 成运算放大器，可利用二极管的单向 导电特性来控制，如图所示，二极管 V1、V2 串入集成电路直流电源电路 中，当电源极性接反时，相应的二极 管便截止，从而保护了集成电路。 防止电源极性接反保护电路
TI 运放放大器PPT课件
• 直流指标，对运放直流精度的影响最为直观
• 失调电压 – 因同相端和反相端失配而产生的输入级固有电压差，越小越好
• 偏置电流 – 输入级为了能正常工作而对输入晶体管进行偏置所需要的基极电流
（BJT）或栅极电流（ JFET），可能流入（ npn BJT或p沟道JFET）或流出（pnp
BJT或n沟道JFET）运放的输入引脚，越小越好
• 虽然失调电压可以调节，但是如果是批量生产将极大的降低效率，并且还
要注意失调电压随温度的变化，精密运放的这个变化是很小的。
• 例如OPA333的失调电压极小
超低功耗: 25µA (max)
低失调: 10µV (max)
低温漂: 0.05µV/˚C (max)
低噪声:
1 . 1 µ V P-P
8
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8
输入端口相关的指标 –偏置电流
• 手册中的截图，关键字（ bias current ）
• 偏置电流在对高阻信源 放大时非常重要。因为偏置电流乘以高阻可以产生很大的误
差电压。例如20uA 的偏置电流，在 100K电阻上产生的电压为 2V，放大倍数稍大
就可以使运放饱和。
• OPA691的偏置电流，双极型输入高速放大器
• OPA335的输入电压范围能达到负电源轨，达不到正电源轨。
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输入端口相关的指标 – 输入电压范围
OPA365: Vdd+ = 5V, Vdd- = GND
轨到轨输入和输出运放：
5V
如 O PA 3 6 5 ， 输 入 和 输 出 摆 幅 都 能 非 常
接近供电电源轨. 但也不能完全达到。
在差分输入端使用互补的N和P型器件。当共模
• 失调电压 – 因同相端和反相端失配而产生的输入级固有电压差，越小越好
• 偏置电流 – 输入级为了能正常工作而对输入晶体管进行偏置所需要的基极电流
（BJT）或栅极电流（ JFET），可能流入（ npn BJT或p沟道JFET）或流出（pnp
BJT或n沟道JFET）运放的输入引脚，越小越好
• 虽然失调电压可以调节，但是如果是批量生产将极大的降低效率，并且还
要注意失调电压随温度的变化，精密运放的这个变化是很小的。
• 例如OPA333的失调电压极小
超低功耗: 25µA (max)
低失调: 10µV (max)
低温漂: 0.05µV/˚C (max)
低噪声:
1 . 1 µ V P-P
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输入端口相关的指标 –偏置电流
• 手册中的截图，关键字（ bias current ）
• 偏置电流在对高阻信源 放大时非常重要。因为偏置电流乘以高阻可以产生很大的误
差电压。例如20uA 的偏置电流，在 100K电阻上产生的电压为 2V，放大倍数稍大
就可以使运放饱和。
• OPA691的偏置电流，双极型输入高速放大器
• OPA335的输入电压范围能达到负电源轨，达不到正电源轨。
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输入端口相关的指标 – 输入电压范围
OPA365: Vdd+ = 5V, Vdd- = GND
轨到轨输入和输出运放：
5V
如 O PA 3 6 5 ， 输 入 和 输 出 摆 幅 都 能 非 常
接近供电电源轨. 但也不能完全达到。
在差分输入端使用互补的N和P型器件。当共模
电子电路课件：第四章 放大器基础
例4 已知VBE(on)=0.7V ，VCE(sat)=0.3V ，=30 ，试
判断三极管工作状态，并计算VC。
RB1
100k
RB2
2k
VCC (+6V) RC 1k
T
RB VBB+-
RC +- VCC
解：
RBB RB1 // RB2 1.95k
VBB
RB2VCC RB1 RB2
0.12V
解： 假设T工作在放大模式
I BQ
VCC
VBE(on) RB
530A
ICQ IBQ 15.9mA
RB
10k
VCC
(+6V)
RC 1k
T
VCEQ VCC ICQ RC 9.9V
因为 VCEQ<0.3V，所以三极管工作在饱和模式。
ICS
VCC
VCE(sat) RC
5.7mA
VC VCE(sat) 0.3V
ic
c
rbe cbe gmvbe rce
e
电路低频工作时，可忽略结电容影响，因此低频混 Π电路模型简化为：
ib rbb b
b
ic
c
rbe gmvbe rce
e
➢ 小信号电路参数
▪ rbb基区体电阻，其值较小，约几十欧，常忽略不计。 ▪ rbe三极管输入电阻，约千欧数量级。
rbe
vBE iB
Q
iE iB
—VCC
+VCC
RC RB
+
vo
-
RC RB
+
vo
-
（A）
（C）
例1：判断如下电路是否有放大作用，说明理由。
高中通用技术-电子技术模块课件：集成运算放大器应用(共85张PPT)
此电路对高频噪声敏感
噪声为高频谐波，设为vs=sint
voRd C d vts R C co t， s
vo正比于，频率越高，噪声越大， 严重时输出噪声会淹没有用信号
例5 由运放组成的晶体管测量电路如下图，假设
运放具有理想特性，晶体管的VBE=0.7V. (1) 求出晶体管c、b、e各极的电位；
(2) 若电压表读数为200mV，求被测量晶体
线性应用电路 Zf
组成：集成运放外加深度负反馈。
因负反馈作用，使运放小信号 vs1 Z1 i -
vo
工作，故运放处于线性状态。
vs2
A +
Z1或Zf采用线性器件(R、C)，则可构成加、减、积分、微 分等运算电路。
Z1或Zf采用非线性器件（如三极管），则可构成对数、反 对数、乘法、除法等运算电路。
理想运放在线性区
i4 i2i3 uoi2R 2i4R 4
uoR2R 1 R4(1R2R 3R4)ui
例2 下图中A 为理想运放，求 vi=0.3V时v0的值。
解： v+ = v– =0.2V
10K R1
R5
vi
0.3V
10k
R6
iR2
– +
20k
10k M 20k iR4
R2
R4
R3 10k
vo
vM(1R R1 2)v0.4V v o R 3 v M iR i 2 R 4 0 .4 1 0 .2 0 0 2 .4 0 0 .0 0 2 .0 0 2 .04
R2
iI = 0 v+ = 0
vo
v+ =v– v– = 0
又 iI = 0 i1 = if
vs R1
模拟电子技术—集成运算放大器应用知识与技术教育培训课件PP49页
同时Rid ∞， 可认为其输入电流I+ = I- =0 即流入每个输入端的电流趋于零 称 虚断
2. 理想运算放大器在线性区 和非线性区时的分析特点:
在线性区：V+ = V_
I=0
在非线性区：如电压比较器，只有在输出状态 转换过程中运放才工作在放大区 V+= V- 才适用
ξ1.2 集成运放的基本应用电路
模拟电子
集成运算放大器应用知识与技术
教育培训课件
集成运算放大器应用
ξ1.1 理想集成运算放大器 ξ1.2 集成运放的基本应用电路 ξ1.3 集成运放在信号模拟运算的应用 ξ1.4 集成运放在有源滤波电路中的应用 ξ1.5 集成运算放大器在信号变换中的应用 ξ1.6 集成运算放大器在电压比较
电路中的应用 例题
条件: W1>W2
2. 文氏桥带通滤波器
ξ1.4 集成运放在有源滤波电路中的应用
四. 二阶有源滤波器 1. 二阶低通
2. 二阶高通
ξ1.5 集成运算放大器在信号变换中的应用
线性变换 —— 是电压源与电流源之间的变换
非线性变换—— 完成整流，限幅等
一. 线性变换电路中的应用 1. V/V变换器
把低电压 高电压，或高电压 低电压 如同前面讲的反相放大器和同相放大器 2. V/I变换器 有些控制系统中，负载要求电流源驱动
而实际的信号可能是电压源信号 则要用V/I变换器
ξ1.5 集成运算放大器在信号变换中的应用
如图 则有
如图 若R1R3=R2R4 则有
ξ1.5 集成运算放大器在信号变换中的应用
3. I/V变换器 （a）光电流电压
Vo = 2IDR
ξ1.5 集成运算放大器在信号变换中的应用
模拟电子技术_集成运算放大器的基本应用
uo
Rf
R1
ui1
Rf
R2
ui 2
Rf
R3
ui 3
3. 加减运算电路
ui 2来说， R f 引入的是电压并联负反馈 对ui1、 ui 4 来说，R f 引入的是电压串联 ，而对ui 3 、 负反馈。 根据“虚短”和“虚断”的概念可得： ui1 u ui 2 u u uo R1 R2 Rf ui 3 u ui 4 u u R3 R4 R5
6.1.5 有源滤波器
1. 概念 滤波器——是一种具有频率选择功能的电子电路。 它允许一定频率范围内的信号通过，而对不需要传送的频率范围 进行有效的阻止。滤波器在通信、电子工程、仪器仪表等领域有着广 泛的应用。 2. 分类 滤波器按性能的不同，分为有源滤波器和无源滤波器。 无源滤波器——由 R 、 C 、 L 的串联或并联组成。 有源滤波器——由集成运放和 RC 网络组成。 有源滤波器与无源滤波器相比，其优点主要表现在两个方面： 它不用电感元件，体积小，重量轻。 由于集成运放的开环增益和输入电阻很高，输出电阻很低，所以有源 滤波器还具有一定的电压放大和缓冲作用，无须考虑级联时的匹配问 题。 不过，集成运放的带宽有限，使它的应用范围受到了一定限制。 由集成运放组成的有源滤波器，多用于几十千赫兹以下的频率范围； 在此以上的频率范围，可选用无源滤波器。
由图可得： U o ( s) (1
Rf R1
)U ( s)
U (s)
1/ sC 1 U i (s) U i (s) R 1/ sC 1 sRC
由以上二式可得传递函数
Rf U o ( s) 1 Au (s) (1 ) U i ( s) R1 1 sRC
电子电路辅导课件1-4(运放)
例2. 试计算图示电路中uo的大小 。
+15V 15k
解：由于 i i 0
15k
+ –
+
uo
1 u u uo 15 7.5V 2
7.5k
uo只与电源电压和分压电阻 有关，而与负载电阻大小和运放 的参数无关。
(1-16)
例3. 如图所示电路，已知RF＝100kΩ， R1＝50kΩ，输入电压 ui＝3sinωt V， 求电压放大倍数和输出电压uo。 RF 解 ：电压放大倍数
实际特性 饱和区
–Uo(sat)
(1-4)
理想运算放大器
uo
线性区： uo = Auo(u+– u–)
线性区
+Uo(sat)
理想特性
u +– u –
O
实际特性
饱和区
非线性区： u+> u– 时， uo = +Uo(sat) u+< u– 时， uo = – Uo(sat)
–Uo(sat)
(1-5)
uo RF 闭环电压放大倍数 : Auf 1 ui R1
(1-13)
同相比例运算
反馈信号使净输入 信号减小—负反馈
反馈类型？
RF
电压串联交直流负反馈
+ ui –
R1 – + + uo + R2 –
反馈电路直接从输 出端引出—电压反馈
输入信号和反馈信号分别 加两个输入端—串联反馈
uI1 uI2 30 k 30 k 10 k 10 k
30 k 10 k
∞ － ＋ ＋
△
－ ＋
电子技术基础课件第3章 集成运算放大器及正弦波振荡电路
图中VT3组成分压式工作点稳定电路，该电路当温度发生变 化时，Ie3基本不变，且
从而阻止了Ic1、Ic2随温度升高而增大，起到抑制零漂的作用。
*3.1.4 差动放大电路的4种接法
1．单端输入、双端输出式 单端输入、双端输出式差动放大电路如图3.3所示。
2．双端输入、单端输出式 双端输入、单端输出式差动放大电路如图3.4所示。
② 中间级。其作用是提供较高的电压放大倍数，一般由共发射 极放大电路组成。
③ 输出级。输出级的作用是提供一定的电压变化，通常采用互 补对称放大电路。
④ 辅助环节。使各级放大电路有稳定的直流偏置。
2．集成运放符号
集成运放是高电压放大倍数、高输入电阻、低输出电阻的直 接耦合放大电路，由于直接耦合放大电路存在零点漂移问题，所 以对零漂影响最大的第一级电路往往采用差动放大器。
（a）新符号
（b）旧符号
图3.9 集成运放的图形符号
3．主要参数 集成运放的性能可以用各种参数来反映，为了合理正确地
选择和使用集成运放，下面介绍集成运放的主要性能指标。 ① 开环电压放大倍数Auo：指无反馈时集成运放的差模电压放大 倍数。 ② 差模输入电阻rid：指差模输入时运放无外加反馈回路时的输 入电阻。
集成电路按电路功能可分为模拟集成电路和数字集成电路， 模拟集成电路主要有集成功率放大器、集成运算放大器、集成 稳压器等。由于集成电路体积小、稳定性好，因而在各种电子 设备及仪器中得到了广泛的应用。
3.2.1 集成电路的特点
与分立元件电路相比，集成电路具有以下突出特点。 1．可靠性高、寿命长 2．体积小、重量轻 3．速度高、功耗低 4．成本低
3．抑制零点漂移的措施 ① 选用稳定性能好的高质量的硅管。
② 采用高稳定度的稳压电源可以抑制电源电压波动引起的零漂。