集成运放应用电路设计360例
第11章 集成运算放大器及其应用
上式表明，差动放大电路的差模电压放大倍数和 单管放大电路的电压放大倍数相同。多用一个放大管 后，虽然电压放大倍数没有增加，但是换来了对零漂 的抑制。这正是差动放大电路的优点。
差动放大电路对共模输入信号的放大倍数叫做共 模电压放大倍数，用Auc表示，可以推出，当输入共 模信号时，Auc为
Au c u o u C1 u C 2 0 0 ui c ui1 ui1
由于集成运放的电压放大倍数Ao d和输入电阻Ri d 都非常大（理想情况下，两者约等于∞），于是可以 推得 u u
i i 0
注意：“虚短”和“虚断”是理想运放工作在线 性区时的两个重要特点。这两个特点常常作为今后分 析运放应用电路的出发点，因此必须牢固掌握。
（2）集成运放工作在非线性区的特性 如果运放的工作信号超出了线性放大范围，则输 出电压与输入电压不再满足式（11-1），即uo不再随 差模输入电压（u+ - u -）线性增长，uo将达到饱和。 此时集成运放的输出电压uo只有两种取值：或等于运 放的正向最大输出电压+UOM，或等于其负向最大输 出电压-UOM，具体为 当u + ＞u - 时，uo = +UOM 当u + ＜u - 时，uo = -UOM 另外，因为集成运放的输入电阻Ri d很大，故在 非线性区仍满足输入电流等于零，即式（11-3）对非 线性工作区仍然成立。
有时，为了简化起见，常常不把恒流源式差动放 大电路中恒流管T3的具体电路画出，而采用一个简化 的恒流源符号来表示，如图11-7所示。
二、输出级——功率放大电路 集成运放的输出级是向负载提供一定的功率，属 于功率放大，一般采用互补对称的功率放大电路。 1. 功率放大电路的特点 （1）因为信号的幅度放大在前置电路中已经完成， 所以功率放大电路对电压放大倍数并无要求。由于射 极输出器的输出电流较大，能使负载获得较大输出功 率，并且它的输出电阻小，带负载能力强，因此通常 采用射极输出器作为基本的功率放大电路。不过单个 的射极输出器对信号正负半周的跟随能力不同，在实 用的功率放大电路中大多采用双管的互补对称电路形 式。
运放基本应用电路
运放基本应用电路运放基本应用电路运算放大器是具有两个输入端，一个输出端的高增益、高输入阻抗的电压放大器。
若在它的输出端和输入端之间加上反馈网络就可以组成具有各种功能的电路。
当反馈网络为线性电路时可实现乘、除等模拟运算等功能。
运算放大器可进行直流放大，也可进行交流放大。
R f使用运算放大器时，调零和相位补偿是必须注意的两个问题，此外应注意同相端和反相端到地的直流电阻等，以减少输入端直流偏流 U I 引起的误差。
U O 1．反相比例放大器 电路如图1所示。
当开环增益为 ∞（大于104以上）时，反相放大器的闭环增益为： 1R R U U A f I O uf -== （1） 图1 反相比例放大器 由上式可知，选用不同的电阻比值R f / R 1，A uf 可以大于1，也可以小于1。
若R 1 = R f ， 则放大器的输出电压等于输入电压的负值，因此也称为反相器。
放大器的输入电阻为：R i ≈R 1直流平衡电阻为：R P = R f // R 1 。
其中，反馈电阻R f 不能取得太大，否则会 产生较大的噪声及漂移，其值一般取几十千欧 到几百千欧之间。
R 1的值应远大于信号源的 O 内阻。
2．同相比例放大器、同相跟随器 同相放大器具有输入电阻很高，输出电阻很低的特点，广泛用于前置放大器。
电路原理图如图2所示。
当开环增益为 ∞（大于104以上 图2 同相比例放大器 ）时，同相放大器的闭环增益为：1111R R R R R U U A f f I O uf +=+== （2） 由上式可知，R 1为有限值，A uf 恒大于1。
同相放大器的输入电阻为：R i = r ic其中： r ic 是运放同相端对地的共模输入电阻，一般为108Ω；放大器同相端的直流平衡电阻为：R P = R f // R 1。
若R 1 ∞（开路），或R f = 0，则A u f 为1，于是同相放大器变为同相跟随器。
此时由于放大器几乎不从信号源吸取电流，因此 U可视作电压源，是比较理想的阻抗变换器。
第7章 模拟集成电路及其应用电路
基准电流
U BE1 U BE0 U BE
I B1 I B0 I B , I C1 I C0 I C 2IC IR IC 2IB IC IC IR 2
若 2 ，则I C I R
三、韦德拉电流源电路
要求提供很小的静态电流，又不能用大电阻。
② R2称为静态平衡电阻，且R2 = R1∥RF ，保证集成运放两输 入端（即输入级差分放大电路T1和T2管的基极）对地电阻相等。
图解法
设计过程很简单，首先确定IE0和IE1，然后选定R和Re。
7.3 集成运算放大器的线性应用
u- i i+ u+
uo
uo
线性区（Auo=∞）
理想运算放大器符号
u+－u-
线性运用的分析依据
①虚短 ②虚断 u+= u-
i+= 0，i-= 0
7.3.1 比例运算电路
1．反相比例运算电路 根据虚断 i +≈ 0
二、集成运放的特点
（1）采用直接耦合方式。 （2）输入电阻大、零点漂移小、对共模干扰的抑制能力强。 （3）开环增益高。 （4）体积小、重量轻、耗电少。
单运算放大器μA741外形图
单运算放大器μA741管脚图
三、集成运放的电压传输特性
uO
Uom
uAuo uO u+
实际运算放大器符号
uO=Auo(u+－u-)
1 u RF ui R1uo R1 RF
iu+=0 i1≈ if
输出电压uo与输入电压ui为比例 运算关系，故称比例运算电路。 式中负号表明输出电压 uo的极性 u uo uo 与输i-≈ 0
集成运算的线性应用实验报告.doc
集成运算的线性应用实验报告篇一：集成运算放大器的线性应用--实验篇集成运算放大器的线性应用一、实验名称：集成运算放大器的线性应用二、实验任务及目的1.基本实验任务用运放设计运算电路。
2.扩展实验任务用运放构成振荡频率为500Hz的RC正弦波振荡器。
3.实验目的掌握运放线性应用电路的设计和测试方法三、实验原理及电路1.实验原理运算放大器的线性应用，即将运放接入深度负反馈时，在一定范围内输入输出满足线性关系。
2.实验电路图2.15.1 U0=5Ui1+Ui2（Rf=100k）电路（注意平衡电阻的取值！）图2.15.2 U0=5Ui2-Ui1（Rf=100k）电路（注意输入端电阻的匹配！）图2.15.3 uo??（Cf=0.01?F）电路?图2.15.4 可调恒压源电路（注意电位器的额定功率！）图2.15.5 恒流源电路（注意负载电阻的取值！）图2.15.6 RC正弦波振荡器四、实验仪器及器件1.实验仪器稳压电源1台，使用正常；数字万用表1台，使用正常；示波器1台，使用正常；函数信号发生器1台，使用正常。
2.实验器件DC信号源1个，使用正常；uA741运放2个，使用正常；1kΩ电阻1个，10kΩ电阻2个，15kΩ电阻1个，17kΩ电阻1个，20kΩ电阻2个，33kΩ电阻1个，51kΩ电阻1个，100kΩ电阻4个，0.01μF电容1个，10kΩ电位器1个，使用正常。
五、实验方案与步骤1.按照图2.15.1接好电路，将输入端接地（ui1=0，ui2=0），万用表监测输出电压，接通±15V电源后，调整调零电位器，尽量使Uo接近零，若不为零，则需记录该失调电压的数值。
将DC信号源接通电源，万用表监测DC信号源输出，按照表格中要求的参数调整旋钮，测量输出电压。
2.按照图2.15.2接好电路，记录该失调电压，将DC信号源接通电源，按照表格中要求的参数调整旋钮，测量输出电压。
3.按照图 2.15.3接好电路，调节函数信号发生器输出1kHz/4V的方波信号。
集成运算放大器的基本应用
江西省电子信息技师学院实验一：集成运算放大器的基本应用一、实验目的1、学习软件ISIS的使用方法。
2、学习集成运算放大器的基本应用设计。
二、软件使用有关说明1、运行ISIS软件2、界面熟悉3、软件操作：（1）原理图放大和缩小：使用工具栏中的放大、缩小按钮；或采用鼠标滚轮来操作。
（2）删除一个元件或者连线：鼠标右键连续点两次目标。
（3）添加一个元件到原理图：选择DEVICE栏上的“P”按钮，找到元件作在的库，双击目标（object）内的元件名字，则可加入到待选栏里面。
以后选择元件就在待选栏中鼠标左键单击一个元件名，在原理图区中鼠标左键单击则可加一个元件到原理图上。
（4）连线：如果要将两个元件连接起来，按如下操作（5）添加节点：（6）修改元件参数：右键单击一个元件，变成红色后，左键单击即可出现属性框以修改相应属性。
三、实验原理集成运算放大器可以作为一个器件构成各种基本功能的电路。
这些基本电路又可以作为单元电路组成电子应用电路。
1．反相放大器反相放大器是最基本的电路，如下图所示。
其闭环电压增益为：输入电阻R i＝ R1输出电阻R o≈ 0平衡电阻R p = R1∥R F反馈电阻R F值不能太大，否则会产生较大的噪声及漂移。
取值应远大于信号源V i的内阻。
若R F＝ R1则为反相器，可作为信号的极性转换电路。
2、同相放大器同相放大器也是最基本的电路．如下图所示。
其闭环电压增益为：输入电阻R i＝R IC式中，R IC——运放本身同相端对地的共模输入电阻．一般为108Ω。
输出电阻R o≈ 0平衡电阻R p = R1∥R F同相放大器具有输入阻抗非常高，输出阻抗很低的特点．广泛用于前置放大级。
若R F＝ 0，R1≈∞ (开路)，则为电压跟随器。
与晶体管电压跟随器(射极输出器)相比．集成运放的电压跟随器的输入阻抗更高．几乎不从信号源吸取电流；输出阻抗更小，可视作电压源，是较理想的阻抗变换器（跟随器）。
3．加法器基本的加法器电路如下图所示。
运算放大器在实际中的应用
运算放大器在实际中的应用广西大学电气工程学摘要：运算放大器是电路中一种重要的多端器件，一般运算放大器的作用是把输入电压或输入电流放大一定倍数之后再传送出去，如手机信号的放大。
运算放大器在计算器、电压比较器、双向振荡器及滤波器等仪器中起到重要作用。
关键词：运算放大器，放大信号，计算器，电压比较器，振荡器，滤波器。
The Application Of Operational Amplifiers In RealityAbstract:The operational amplifier is a kind of important multiterminal elements in the circuit. Generally, the function of operational amplifier is transferring out the Input voltage or input current after amplification must have multiple, Such as the amplification of Mobile phone signal.The operational amplifier plays an critical part in the machines like Calculators, Voltage comparator, Two-way oscillator, filter and so on.Keywords:Operational Amplifier, signal Amplification, Calculator, Voltage comparator, oscillator, filter.正文：运算放大器是具有很高放大倍数的电路单元，早期应用于模拟计算机中，用以实现数学运算，随着半导体技术的发展，现在大部分的运放是以单片的形式存在。
第4章 集成电路运算放大电路
④动态时ΔiO约为多少？
4.3 集成运放电路简介
•电压放大倍数高 集成运放的特点： •输入电阻大 •输出电阻小 已知电路图，分析其原理和功能、性能。 （1）了解用途：了解要分析的电路的应用场合、用途和技术 指标。 （2）化整为零：将整个电路图分为各自具有一定功能的基本 电路。 （3）分析功能：定性分析每一部分电路的基本功能和性能。 （4）统观整体：电路相互连接关系以及连接后电路实现的功 能和性能。 （5）定量计算：必要时可估算或利用计算机计算电路的主要 参数。
4.2.1 基本电流源电路
一、镜像电流源
T0 和 T1 特性完全相同。
U BE0 = U BE1 U BE I B0 = I B1 I B I C0 = I C1 I C
I R IC 2I B IC 2 IC IC
2
I R 即I C1
当β>>2时， I C1
学习指导 4.1 集成运算放大电路概述 4.2 集成运放中的电流源 4.3 集成运放电路的简介 4.4 集成运放的性能指标及低频等效电路
4.5 集成运放的种类及选择（自学） 4.6 集成运放的使用（自学） 小结
作 业
• 4.3
学习指导
在半导体制造工艺的基础上，将整个电路中的元 器件制作在一块硅基片上，构成特定功能的电子电路， 称为集成电路。 其体积小，而性能却很好。 集成电路按其功能分，有模拟集成电路和数字集 成电路。模拟集成电路的种类繁多，其中集成运算放 大器（简称集成运放）是应用极为广泛的一种。 主要内容:(1)集成运放中的电流源;(2)集成运放 电路的分析;(3)集成运放及主要性能指标。 基本要求:(1)熟悉运放的组成及各部分的作用， 理解主要性能指标及其使用注意事项；（2）了解镜 像电流源、微电流源的工作原理、特点和主要用途； (3)了解运放F007的基本组成和工作原理。（4）熟悉 LM324集成运放的引脚分布及其应用。
高频集成电路放大器芯片及应用电路
PPT DESIGN
CLC425在低噪声宽带放大器设计中 的应用
• 低噪声宽带放大器：从无线电接收机宽带 放大器模块对射频小信号进行低噪声放大
• 发挥芯片的低噪声优势，在保证放大增益 的同时尽量少的引入附加噪声。
PPT DESIGN
CLC425在低噪声宽带放大器设计中 的应用电路组成
• 低噪声宽带放大器由两级运算放大电路、 电源电路和滤波电路构成。
1脚音频信号输入 2脚负反馈 3脚负电源 4脚音频信号输出 5脚正电源
LM1875单双电源供电电路
LM1875单电源供电的音频功率放大电 LM1875双电源供电的音频功率放大电路 路
LM1875制作功放电路图
LM1875功放板由一个高低音分别控制的衰减式音调 控制电路和LM1875放大电路以及电源供电电路三大部 分组成，音调部分采用的是高低音分别控制的衰减式 音调电路
指标是非常诱人的，好的功率集成电路其失真和信噪比（S/N）都是很不 错的，LM4766能做到在人耳可闻频段，30W功率输出的情况下仅仅只有 0.06%的失真和噪声值
LM3886
LM3886优异的性能，使得它在近几 年音响制作中广泛的应用，许多成 品功放机中就有直接的应用它担任 后级功放或者用它作为重低音放大 电路。采用了美国NS公司（国家半 导体公司）推出的新型高保真音响 功放集成电路LM3886TF作功率放大 ，用运放NE5532或AD827作前置线 性放大和音调放大。
353-集成运算放大器应用
3. 输出保护
利用稳压管V1和V2接成反向串联电路。 若输出端出现过高电压，集成运放输出端 电压将受到稳压管稳压值的限制，从而避 免了损坏。
正负电源 （CH1/CH2
串联模式）
输出额定值:0～30/0～3A:CH1～COM 0～30/0～3A:CH2～COM
-
COM
+
上限截止频率fH的测量：
• 输入f=1KHz，Ui=5mV的正弦信号，且输出波形不 失真时，用交流毫伏表测输出电压U0的值为Uom。 此后保持输入信号Ui=5mV不变，将信号频率由 1KHz向更高处调节，这时输出电压U0会随Ui频率 的增高而逐渐下降。直到U0下降到0.7Uom。这时 对应的信号频率就是被测放大器的上限截止频率 f H。
单位增益带宽
• 单位增益带宽定义为：运放的闭环增益为 1倍 条件下，将一个恒幅正弦小信号输入到运放的 输入端，从运放的输出端测得闭环电压增益下 降3db（或是相当于运放输入信号的0.707）所 对应的信号频率。单位增益带宽是一个很重要 的指标，对于正弦小信号放大时，单位增益带 宽等于输入信号频率与该频率下的最大增益的 乘积，换句话说，就是当知道要处理的信号频 率和信号需要的增益后，可以计算出单位增益 带宽，用以选择合适的运放。这用于小信号处 理中运放选型。
R R f f U= ( U+ U) 0 i 1 i 2 R R 1 2
电路中R1、R2、Rf、R′的选择同反相比例运算电路。
4、差动比例运算电路
当R1=R2=R、R3=R4=Rf时
R f U= (U U 0 i2i1) R
5、积分运算电路
• 积分电路可以完成对输入电压的积分运算，即其输出电压与输入电压的 积分成正比。 • 反向积分电路电容器C引入交流并联电压负反馈，运放工作在线性区。 • 由于积分运算是对瞬时值而言的，所以各电流、电压均采用瞬时值符号
运算放大器的开环电路
运算放大器的开环电路运算放大器（Operational Amplifier，简称OP-AMP）是一种非常重要的电子器件，广泛应用于各种电路中，其开环电路是其工作的基础。
本文将详细介绍运算放大器的开环电路，包括其定义、特性、基本构造、工作原理以及应用。
一、定义运算放大器是一种以集成电路形式存在的差分放大器，具有高增益、宽带宽、高输入阻抗和低输出阻抗等特点。
其开环电路是指将反馈回路断开，只考虑运算放大器的输入输出关系的电路。
二、特性1. 高增益：运算放大器的开环增益很高，通常为几万到百万倍，具体取决于所选取的型号和供电电压等因素。
2. 宽带宽：运算放大器的带宽是指其在放大能力衰减到原始增益的一半时所对应的频率。
一般情况下，运算放大器的带宽可以达到几百万赫兹。
3. 高输入阻抗：运算放大器具有非常高的输入阻抗，通常在兆欧姆级别，这使得它可以接收来自外部电路的信号而对其几乎不产生损耗。
4. 低输出阻抗：运算放大器具有非常低的输出阻抗，通常在几十欧姆级别，这使得它可以驱动较大负载电流而不会引起电压的衰减。
三、基本构造运算放大器由多个晶体管、电阻和电容等元件构成。
其中，包括差动输入级、共基极级和输出级等。
在实际的集成电路中，这些元件都被集成在一块芯片上，并且通过内部的金属导线互相连接。
四、工作原理运算放大器的工作原理可以分为三种典型的工作方式：差模模式、共模模式和差动模式。
1. 差模模式：在差模模式下，运算放大器的两个输入端分别接收到不同的输入信号。
这时，运算放大器会将两个输入信号之间的差值进行放大，并将其输出。
2. 共模模式：在共模模式下，运算放大器的两个输入端接收到相同的输入信号。
这时，运算放大器会忽略两个输入信号之间的差值，只将共同的信号进行放大，并将其输出。
3. 差动模式：在差动模式下，运算放大器的一个输入端接收到正向输入信号，另一个输入端接收到反向输入信号。
这时，运算放大器会将两个输入信号之间的差值进行放大，并将其输出。
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集成运放应用电路设计360例
（原创实用版）
目录
1.集成运放简介及其应用
2.集成运放应用电路设计 360 例的主要内容
3.集成运放应用电路设计的注意事项
4.集成运放应用电路设计的实践案例
5.集成运放应用电路设计的发展趋势
正文
一、集成运放简介及其应用
集成运放，即集成运算放大器，是一种具有高增益、差分输入、输出电压有限、带宽有限等特性的模拟电路。
它广泛应用于各种信号处理、放大、滤波、模拟计算等电路设计中。
集成运放的种类繁多，根据其内部结构、输出形式、增益、带宽等特性，可以满足不同场合的使用需求。
二、集成运放应用电路设计 360 例的主要内容
《集成运放应用电路设计 360 例》一书全面系统地阐述了集成运算放大器 360 种应用电路的设计公式、设计步骤及元器件的选择。
这些应用电路包括集成运放应用电路设计须知，集成运放调零、相位补偿与保护电路的设计，运算电路、放大电路的设计，信号处理电路的设计，波形产生电路的设计，测量电路的设计，电源电路及其他电路的设计。
书中所涉及的电路设计实例，既有理论分析，又有实际应用，具有很高的参考价值。
三、集成运放应用电路设计的注意事项
在设计集成运放应用电路时，需要注意以下几点：
1.熟悉集成运放的内部结构、引脚功能、封装及命名方法，以便正确
连接电路并选择合适的元器件。
2.根据电路需求，选择合适的集成运放型号，以满足性能要求。
3.在设计电路时，应考虑元器件的温度系数、电阻器系列等因素，以保证电路的稳定性。
4.注意电路的抗干扰性能，尤其是在高精度、高速度、高增益的应用场景中。
5.在实际应用中，要充分考虑集成运放的安全性，避免因其故障导致整个电路系统的损坏。
四、集成运放应用电路设计的实践案例
例如，在设计一个信号放大电路时，可以选择一款合适的集成运放，根据其增益、带宽等参数，确定电路中的其他元器件，如电容、电感、电阻等。
通过仿真软件对电路进行仿真，验证其性能指标，如增益、输出电压、带宽等。
在实际应用中，对电路进行调试，以满足实际需求。
五、集成运放应用电路设计的发展趋势
随着科技的发展，集成运放应用电路设计将会有以下发展趋势：
1.集成度更高：随着微电子技术的发展，集成运放的集成度将越来越高，可以实现更小的体积、更低的成本。
2.性能更好：随着材料科学的进步，集成运放的性能将得到进一步提升，如更高的增益、更低的噪声、更高的带宽等。
3.更加智能化：未来的集成运放应用电路设计将更加智能化，可以实现自动设计、自动调试等功能，提高设计效率。