跨导运算放大器工作原理
运算放大器的可用输出摆幅范围计算及跨阻放大器的设计
运算放大器的可用输出摆幅范围计算及跨阻放大器的设计全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：运算放大器是一种常见的电子元件，用于放大电压信号。
它具有高输入阻抗、低输出阻抗、无论输入信号大小如何都保持固定的放大倍数等特点，因此被广泛应用在各种电路中。
在设计电路时，我们经常需要计算运算放大器的可用输出摆幅范围，以确保信号能够正常放大并输出。
本文将介绍如何计算运算放大器的可用输出摆幅范围，并结合跨阻放大器的设计原理，为读者详细解析如何设计一个跨阻放大器。
让我们来了解一下运算放大器的可用输出摆幅范围的计算方法。
在实际电路中，运算放大器有一个工作范围，超出这个范围就会导致输出失真或截断。
可用输出摆幅范围指的是在输入信号范围内，输出能够正常工作的幅度范围。
一般来说，运算放大器的输出摆幅范围取决于供电电压和输入信号的幅度。
在理想情况下，运算放大器的输出范围可以达到供电电压的极限值。
如果供电电压为+10V和-10V，那么理想情况下运算放大器的输出范围为+10V到-10V。
但是在实际应用中，由于运算放大器内部的饱和效应、风险电平等因素的影响，实际的输出摆幅通常小于供电电压的极限值。
我们需要通过计算来确定具体的可用输出摆幅范围。
一般来说，可以通过运算放大器的数据手册来查找具体的参数，比如输入失真电压、输出摆幅等。
根据这些参数，可以利用以下公式来计算运算放大器的可用输出摆幅范围：可用输出摆幅范围= Vcc - VsatVcc为正供电电压，Vsat为输出饱和电压。
通常情况下，Vsat的值在数据手册中可以查到，一般为几毫伏。
还需要考虑输出负载的影响。
输出负载的存在会导致输出电压下降，从而影响运算放大器的可用输出摆幅范围。
在实际设计中，还需要考虑输出负载的大小，以确保输出电压不会受到明显的影响。
接下来我们将结合跨阻放大器的设计原理，来详细介绍如何设计一个跨阻放大器。
跨阻放大器是一种常见的放大电路，通过改变输入电阻的方式来实现放大功能。
(完整word版)跨导运算放大器的设计
跨导运算放大器的设计一、实验任务1-1 实验目的学会使用数模混合集成电路设计仿真软件Hspice ；学会按要求对电路的参数进行调整；学会对工艺库进行参数提取；学会用提取的参数进行手工计算分析并与仿真得出的参数进行比较。
通过上述实践达到对之前所学《模拟集成电路原理与设计》理论课程内容的更深入的理解和掌握，以及初步掌握模拟集成电路设计的方法和步骤，使学生能较快适应未来模拟集成电路设计的需求。
1-2 实验任务：设计一个跨导运算放大器（1） VDD=1.8 V , 使用models.mdl 库文件，1:B 是指两个管的w/L 之比，I bias =54 μA ，试调整各个管的参数，使该运放的放大倍数A V =inip noutv v v ->60，而且同时满足增益带宽积GBW>100 MHz ，相位裕度PM>65 oC ，并且最优指数totalLI C GBW FOM ∙=>0.422，可先参照一个样板仿真文件ota.sp 和 ota_test.sp，然C LB : 1 1 : B后自己调整；（2） 仿真各指标满足要求后，自行设计参数提取电路进行电路中的各个部分晶体管的参数提取，然后进行手算分析。
将分析结果与实际仿真结果进行比较； （3） 尽你所能调整除 VDD 之外的其他参数，包括I bias 来提高FOM ，最高能提高到多少？ 最后提交一个word 电子文档，包括参数提取过程、手算分析过程、电路图（带管子参数）、仿真波形图、及相关详尽的说明。
二、实验内容2-1 问题12-1-1参数分析•增益Av由out m V BR g A 10=，m g = 34||out o o R r r = ，333,EN o d V L r I =444EP o d V Lr I =B= (W 3/L 3)/(W 2/L 2)则43432233111//)/(2d d PN EN d ox out m v I I L L V V L W L W I L W uC BR g A ⨯⨯==所以，可通过增大M1的宽长比，增大L4的大小，以及提高M3和M2的沟道宽长比之比B 来提高放大增益V A 。
跨导的计算公式
跨导的计算公式跨导是电子工程中一个重要的概念，用来描述电子元器件或电路的电流与电压之间的关系。
它是指单位电压变化引起的电流变化的比率。
在电路分析和设计中，跨导是一个非常有用的参数，可以帮助我们理解和预测电路的行为。
跨导的计算公式可以表示为：gm = ΔIc / ΔVbe其中，gm表示跨导，ΔIc表示集电极电流的变化量，ΔVbe表示基极-发射极电压的变化量。
跨导的概念可以通过一个简单的例子来理解。
假设我们有一个放大器电路，其中包含一个晶体管。
当输入信号的电压变化时，晶体管的集电极电流也会发生变化。
跨导就告诉我们，集电极电流的变化量与输入信号电压的变化量之间的关系。
如果跨导的值很大，表示电路对输入信号的响应很敏感。
这意味着电路可以放大输入信号，并产生一个更大的输出信号。
因此，高跨导常常是放大器电路所追求的特性之一。
对于晶体管来说，跨导的计算公式可以进一步简化为：gm = Ic / Vt其中，Ic表示集电极电流，Vt表示热电压，也称为温度电压。
热电压是一个与温度有关的常数，通常约为26mV。
通过这个简化的公式，我们可以看到跨导与集电极电流成正比，与热电压成反比。
这意味着当集电极电流增大或温度降低时，跨导的值会增大。
除了晶体管，跨导的概念也适用于其他电子元器件和电路。
例如，MOSFET（金属-氧化物-半导体场效应晶体管）也有一个跨导参数，用来描述其输出电流与输入电压之间的关系。
跨导在电路设计和分析中起着重要的作用。
通过计算跨导，我们可以预测电路的增益、带宽和稳定性等性能。
在放大器设计中，我们可以通过调整跨导的值来优化放大器的性能。
总结一下，跨导是电子工程中一个重要的概念，用来描述电子元器件或电路的电流与电压之间的关系。
通过计算跨导，我们可以理解和预测电路的行为，并优化电路的性能。
跨导的计算公式为gm = ΔIc / ΔVbe，其中ΔIc表示集电极电流的变化量，ΔVbe表示基极-发射极电压的变化量。
跨导的值可以通过调整电流或温度来改变。
互导运算放大器LM13700的原理与应用
【作者简 介 】谢光明，男，解放军蚌埠坦克学院电子教研室讲师，主要从事电子技术的教学与科研工作。
４３
维普资讯
１０＝Ｉ￣ｉｉ－Ｉｃ９＝Ｇ （ＶＩ＋一ＶＩ一）
从 网络理论看 ，电子放大器是一种线性受 控源 ，由于受控 源有 四种类型 ：ＶＣＶＳ（电压控制电压源 ）、ＣＣＣＳ（电流控制电流 源 ）、ＶＣＣＳ（电压控制 电流源 ）、ＣＣＶＳ（电流控制 电压源 ），故集 成运算放大器也有 四种类型 ：电压运算 放大器、电流运算放 大 器、互导运算放大器及互阻运算放大器。
图 ２的电路由 １２只晶体管和六只二极管组成 ，在结构上 可分为输入级 、电流传输级和输出级 ，下面分别简要介绍 。 １．１ 输 入 级
ＶＴ 、ｖＬ 是差分输入级的差分对管 ，ＶＴ 、ＶＴ２和 ＶＤ。组成
放 大器 ＝极管 输 入 输入
缓冲 器 缓 冲器
偏 流输入 偏 流 （＋） （．） 输 出 ｖ＋ 输入 输出
想将有所变化，要强调 ＯＴＡ参数 的可控性及最佳化等问题 。
２．３通频带 的比较
ＯＴＡ的 一３ｄＢ带宽比常规运放要宽得多。这是 因为在 电流
传输级或电流放 大级 电路 中，无需设置高阻抗结点 ，晶体管极
间电容两端没有大的电压摆幅，而常规运放 的输出量是 电压 ， 为了将 晶体管的输出电流转换成大幅度输 出电压 ，必须在每一
们都有两个输人端和一个输出端。 ２．２ 放 大作 用 的 比较
用 常规 运 放 组 成 的 电 压 放 大 电 路 是 在 运 放 外 部 加 入 反 馈
３．２ 调 幅 电路
运放工作原理、分类及各种参数
运算放大器（简称“运放”）是具有很高放大倍数的电路单元。
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”。
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，大部分的运放是以单芯片的形式存在。
运放的种类繁多，广泛应用于电子行业当。
运算放大器的工作原理运放如图有两个输入端a（反相输入端）,b(同相输入端)和一个输出端o.也分别被称为倒向输入端非倒向输入端和输出端.当电压加U-加在a端和公共端(公共端是电压为零的点,它相当于电路中的参考结点.)之间,且其实际方向从 a 端高于公共端时,输出电压U实际方向则自公共端指向o端,即两者的方向正好相反.当输入电压U+加在b端和公共端之间,U与U+两者的实际方向相对公共端恰好相同.为了区别起见,a端和b 端分别用"-"和"+"号标出,但不要将它们误认为电压参考方向的正负极性.电压的正负极性应另外标出或用箭头表示.反转放大器和非反转放大器如下图：运算放大器一般可将运放简单地视为：具有一个信号输出端口（Out）和同相、反相两个高阻抗输入端的高增益直接耦合电压放大单元，因此可采用运放制作同相、反相及差分放大器。
运放的供电方式分双电源供电与单电源供电两种。
对于双电源供电运放，其输出可在零电压两侧变化，在差动输入电压为零时输出也可置零。
采用单电源供电的运放，输出在电源与地之间的某一范围变化。
运放的输入电位通常要求高于负电源某一数值，而低于正电源某一数值。
经过特殊设计的运放可以允许输入电位在从负电源到正电源的整个区间变化，甚至稍微高于正电源或稍微低于负电源也被允许。
这种运放称为轨到轨（rail-to-rail）输入运算放大器。
运算放大器的输出信号与两个输入端的信号电压差成正比，在音频段有：输出电压=A0（E1-E2），其中，A0 是运放的低频开环增益（如 100dB，即 100000 倍），E1 是同相端的输入信号电压，E2 是反相端的输入信号电压。
如何正确使用运放(操作放大器)
如何正确使用运放（操作放大器）运放（操作放大器）是一种常用的电子元件，广泛应用于各种电子电路中。
它能够将电压或电流信号放大，并能够提供稳定的增益和输出功率。
正确使用运放是保证电路正常运行和信号质量的关键。
本文将介绍如何正确使用运放，并提供一些实用的技巧和注意事项。
一、基本原理与结构运放是一种有各种输入输出端口的放大器。
它一般由差分放大器、电压放大器、输出级等组成。
差分放大器可将差分信号放大，电压放大器可以将单端信号放大，输出级则用于输出电压或电流信号。
运放通常具有高增益、高输入阻抗、低输出阻抗、宽带宽等特点。
二、正确连接运放1. 供电电源：运放需要供应正负极性的电源。
通常，正极接高电位，负极接地或低电位。
供电电源需要具备足够的电流输送能力，以保证运放正常工作。
2. 输入信号源：输入信号源可以是电压源或电流源。
对于电压信号源，应将信号源的正极连接到非反向输入端，负极连接到反向输入端。
对于电流信号源，应将信号源接在反向输入端，确定好输入信号的极性。
3. 反馈电阻：为了保证运放的稳定性和增益一致性，通常会加入反馈电阻。
根据需要选择合适的电阻值，并正确连接在非反向输入端和输出端之间。
4. 输出连接负载：运放的输出端一般需要连接负载才能够发挥作用。
根据实际需求选择合适的负载，并正确连接在输出端。
5. 接地与阻容连接：为了提供稳定的工作环境，应将运放的金属外壳接地，并根据需要使用适当的阻容进行滤波。
三、运放的基本应用1. 增益放大：运放可以将输入信号放大到所需的幅度，并提供稳定的增益。
通过调整反馈电阻的值，可以改变运放的增益。
注意选择合适的电阻值范围，避免过大或过小，以保证运放工作在有效范围内。
2. 滤波：运放可以通过反馈电阻和电容实现滤波功能。
根据需要选择合适的电容值和电阻值，并正确连接在输入端和反馈电阻之间，以实现低通、高通、带通等滤波效果。
3. 符号放大：运放可以反相输入信号，并将其放大输出，起到符号放大的作用。
折叠式共源-共栅运算跨导放大器的设计
《IC课程设计》报告折叠式共源-共栅运算跨导放大器的设计姓名：王志伟学号：U200713959班级：0707院系：控制系专业：自动化同组人姓名：田绍宇胡月目录1设计目标 (1)2相关背景知识 (2)3设计过程 (2)3.1 电路结构设计 (2)3.2 主要电路参数的手工推导 (2)3.2.1直流工作点分析 (2)3.2.2带宽分析及原件参数计算 (3)3.2.3直流增益的小信号模型分析 (4)3.3 计算参数验证 (5)4电路仿真 (5)4.1交流特性仿真 (7)4.2最大输出摆幅仿真 (9)4.3共模输出的仿真验证 (11)5讨论 (12)6收获和建议 (13)7参考文献 (14)摘要：折叠式共源共栅结构的运算放大器不仅能提高增益、增加电源电压噪声抑制比、而且在输出端允许自补偿。
1设计目标设计一款折叠式共源-共栅跨导运算放大器（Design a Folded Cascode OTA），其设计指标见表1，参考电路原理图如下图所示，用0.35um coms工艺。
图：折叠式共源-共栅跨导运算放大器设计步骤与要点：1.直流工作点的分析与设计（DC operation point design and analysis）1) 假设所有的MOS管均工作在饱和区，VGS-VT=200mV，VDD=3V，VSS= 0V，计算OTA的最大输出摆幅。
2) 基于0.35 um CMOS工艺，计算和设计MOS管的尺寸，使OTA电路满足最大输出摆幅的要求。
3) 以下数据可供设计参考L1,2,3,4 = Lmin; Lmin= 1μm。
2.在HSpice电路仿真软件，对所设计的电路进行模拟仿真与设计2相关背景知识随着集成电路技术的不断发展，高性能运算放大器得到广泛应用，其性能直接影响电路及系统的整体性能。
折叠式共源共栅运算放大器具有二阶优化性能，因此设计一个实用价值的折叠式共源共栅运算放大器是非常有现实意义的。
CMOS管的参数并不能通过简单的理论计算进行准确的预测，在给定的工艺条件下，理论计算出的管子宽长不考虑实际情况下工艺条件等诸多外界因素，仿真的结果会和设计指标有很大的差距。
跨阻放大器基本原理
跨阻放大器基本原理
跨阻放大器是一种电子放大电路，利用跨阻效应来放大信号。
跨阻效应是指当一个二极管的输入信号变化时，其跨阻（即输入电
压与输出电流的比值）也会相应地变化。
基本原理是利用这种二极
管的特性来实现信号放大。
跨阻放大器通常由两个二极管和一个负反馈电阻组成。
其中一
个二极管被用作输入，另一个二极管被用作输出。
当输入信号作用
于输入二极管时，它会引起输出二极管中的电流变化，从而产生输
出信号。
负反馈电阻则用来控制放大器的增益和稳定性。
在工作时，跨阻放大器的输入信号会引起输入二极管的电流变化，这个变化的电流会通过负载电阻产生相应的输出电压。
由于二
极管的非线性特性，这个输出电压将是输入信号的放大版本。
负反
馈电阻的作用是将一部分输出信号反馈到输入端，以控制放大器的
增益和稳定性。
跨阻放大器的优点包括简单的电路结构和较宽的频率响应范围。
它们通常用于射频和微波电路中，因为它们对于高频信号具有良好
的放大特性。
但是，由于二极管的非线性特性，跨阻放大器在一些
应用中可能会产生失真，因此在设计和应用时需要仔细考虑。
总的来说，跨阻放大器的基本原理是利用二极管的跨阻效应来实现信号放大，通过合理设计电路结构和负反馈来控制放大器的增益和稳定性。
它在高频电路中有着重要的应用，但在实际应用中需要注意其非线性特性可能导致的失真问题。
- 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)。
跨导运算放大器工作原理
跨导运算放大器（Transconductance Amplifier）是一种特殊的放大器，它的工作原理基于跨导（transconductance）的概念。
跨导是指输入电压变化引起的输出电流变化的比率，通常用单位西门子（Siemens）来表示。
跨导运算放大器通常用于模拟电路中，具有高增益、宽带宽和低失真的特点，因此在许多应用中得到了广泛的应用。
跨导运算放大器的工作原理可以简单地描述为，输入电压变化引起输出电流的变化。
它通常由一个差分输入级、一个跨导放大器和一个输出级组成。
首先，差分输入级接收输入信号，并将其转换成差分电压。
这个差分电压经过跨导放大器，根据输入电压的变化，控制输出电流的变化。
最后，输出级将输出电流转换为输出电压，并输出到负载上。
跨导运算放大器的关键特性之一是其输入电压和输出电流之间的关系。
通常情况下，它的输入电压和输出电流之间存在一个非线性的关系，这就导致了它的非线性失真。
然而，在许多应用中，这
种非线性关系可以被合理地控制和利用，从而实现一些特殊的功能。
在实际应用中，跨导运算放大器常常被用于模拟信号处理、滤
波器、混频器等电路中。
由于其高增益和宽带宽的特点，它在高频
信号处理和通信系统中得到了广泛的应用。
总的来说，跨导运算放大器是一种基于跨导概念的特殊放大器，它的工作原理是将输入电压转换成输出电流，具有高增益、宽带宽
和低失真的特点，在模拟电路中得到了广泛的应用。