电子技术教案
第六章集成运算放大电路 (2)
§6.1集成运算放大器芯片 (2)
6.1.1 集成运放的电路结构特点 (3)
6.1.2 集成运放的组成及各部分作用 (3)
6.1.3 集成运放的符号 (3)
6.1.4 集成运放的性能参数 (4)
§6.2集成运算放大器的线性应用 (5)
6.2.1集成运放的两个工作区与特性 (5)
6.2.2集成运放组成的三种基本放大器 (5)
6.2.3算术求和电路 (6)
6.2.4积分和微分运算电路 (6)
6.3运算放大器的非线性应用 (7)
6.3.1基本比较电路 (7)
第六章集成运算放大电路
内容简介本章主要讲述集成运放的结构特点、电路组成、主要性能指标。应掌握集成运放的线性应用和非线性应用电路§6.1集成运算放大器芯片
6.1.1 集成运放的电路结构特点（1）采用直接耦合方式；（2）采用差放电路作输入级，恒流源常用作偏置电路或有源负载；（3）允许采用复杂的电路形式；（4）常用有源器件代替电阻；（5）晶体管和场效应管常复合使用。6.1.2 集成运放的组
成及各部分作用（1）输入级：高性能差放电路；输入电阻大、共模抑制比大、
静态电流小。（2）中间级：复合管共射电压放大电路；提供电压放大。（3）输出级：互补对称输出电路。带载能力强、失真小。（4）偏置电路：电流源电路；提供合适的静态工作点。
6 .1.3 集成运放的符号
6.1.4 集成运放的性能参数
一．A od—运放的开环电压增益
表明运放放大能力的，A od大好（理想值为无穷大）.是信号频率的函数，随频率增高而下降。
二．r id—差模输入电阻大好（理想值为无穷大）三．r O—运放的差模输出电阻小好，理想值为零四.K CMR(CMR)共模抑制比
表明运放抑制共模信号能力的,大好（理想值为无穷大）。
五.U IO失调电压及其温漂
1、 U IO失调电压
（1）什么叫失调？是指U I=0，而U O不等与零的现象
（2）失调的产生原因：由IN电路不对称（U BE1≠U BE1）引起的。
（3）失调电压定义:
（4）物理意义：用来反映运放输入回路不对称程度的U IO小好，理想值为零2、U IO的温漂d U IO/d T小好，理想值为零
六.失调电流（I IO）及其温漂d I IO/d T 1．定义I IO=|I B1-I B2| 2．由IN电路不对称引起的，即I B1≠I B2表明差放IN电流不对称程度的 3．小好，理想值为零七.转换速率SR1．定义式：
SR=[d u O(t)/dt]max2．物理意义：用来反映运放对快速大信号响应速度的大好，理想值为无穷大（用对阶跃信号响应描述SR）八．-3dB带宽BW(f H)
1．定义：是指A Od下降3dB时所对应的信号频率。
2．物理意义：反映运放高频性能的。大好，理想值为无穷大九．单位增益带宽BW G（f C）定义：使A od=0dB时所对应的信号频率。[理想运放]是指A od、r id、SR为无限大、r o为零、
失调及其温漂为零、零输入时零输出的运放
§ 6.2集成运算放大器的线性应用
本章教学要求: 重中之重 熟练掌握 会画图、会分析、会设计6.2.1集成运放的两个工作区与特性
运放线性工作基本特性
1．条件 存在深负反馈2．基本关系式 U O =A Od U Id （U P -U N ） 线性区很窄为mV 级或更小
3．理想运放线性工作存在虚短和虚断（1） 虚短 U P =U N 即同相IN 端与反相IN 端等电位 虚断 I P =I N 即两个IN 端无电流
（2）证明：
U P -U N =U O /A Od =U O （有限值）/∞=0
I P =I N =U Id /r id =U Id /∞=0
6.2.2集成运放组成的三种基本放大器
利用“虚短和虚断”的结论推导出输入
与输出间的关系： i F u R R u 1
0-= 二、同相比例运算电路
i F u R R R R R u 3
2310)1(++= 三、差动输入比例运算电路
使用叠加原理得：23
231110)1(i F i F u R R R R R u R R u +++-= 6.2.3算术求和电路
可以使用叠加原理来求解求和运算电路，如反相求和运算电路：
22
110i F i F u R R u R R u --= 6.2.4积分和微分运算电路
一、积分电路
)0(10
1o t i o u dt u C R u +-=⎰ 其中)0(o u 为t=0时的输出值。
6.3运算放大器的非线性应用
6.3.1基本比较电路
实现比较判定的原理：电路中运放工作在非线性区。
u P >u N →u O = +U OM
u P
②u P =u N 是u O 电平跳转的临界点
例 基本比较电路的仿真分析
设计一个电压比较电路，参照信号为4V 直流电压，被比较信号为 tV u i ωsin 26=。当i u 小于4V 时，输出约为-6V ；当i u 大于4V 时，
输出约为+6 V 。
解：按照要求将参照信号置于同相输入端，i u 置于反向输入端，输出
端通过一电阻接入两个对接的稳压管，其稳压值为6V ，以限制输出电压幅值。示波器两个探头分别接在输入和输出信号点，在EWB 中
创建的电路见图。
比较电路输入与输出波形
《模拟电子技术》教案（全） 模拟电子技术教案信息工程系目录第一章常用半导体 器件第一讲半导体基础知识第二讲半导体二极管第三讲双极型晶 体管三极管第四讲场效应管第二章基本放大电路第五讲放大电路 的主要性能指标及基本共射放大电路组成原理第六讲放大电路的基本分析^p ^p 方法第七讲放大电路静态工作点的稳定第八讲共集放大电路和共 基放大电路第九讲场效应管放大电路第十讲多级放大电路第十一 讲习题课第三章放大电路的频率响应第十二讲频率响应概念、 RC电路频率响应及晶体管的高频等效模型第十三讲共射放大电路的频率响 应以及增益带宽积第四章功率放大电路第十四讲功率放大电路概述和 互补功率放大电路第十五讲改进型OCL电路第五章模拟集成电路基础 第十六讲集成电路概述、电流电路和有负载放大电路第十七讲差动放大电 路第十八讲集成运算放大电路第六章放大电路的反馈第十九讲 反馈的基本概念和判断方法及负反馈放大电路的方框图第二十讲深度负反馈放 大电路放大倍数的估算第二十一讲负反馈对放大电路的影响第七章信号的 运算和处理电路第二十二讲运算电路概述和基本运算电路第二十三讲 模拟乘法器及其应用第二十四讲有滤波电路第八章波形发生与信号转换 电路第二十五讲振荡电路概述和正弦波振荡电路第二十六讲电压比较 器第二十七讲非正弦波发生电路第二十八讲利用集成运放实现信号的 转换第九章直流电第二十九讲直流电的概述及单相整流电路第 三十讲滤波电路和稳压管稳压电路第三十一讲串联型稳压电路第三十二 讲总复习第一章半导体基础知识本章主要内容本章重点讲述半导 体器件的结构原理、外特性、主要参数及其物理意义，工作状态或工作区的分析^p ^p 。 首先介绍构成PN结的半导体材料、PN结的形成及其特点。其后介绍二极 管、稳压管的伏安特性、电路模型和主要参数以及应用举例。然后介绍两种三极管
集成运算放大器的基本应用实验数据 集成运算放大器（OP-AMP）是当今电子技术领域中应用最广泛的一 种基本器件。在电子电路设计和实验中，OP-AMP的应用是非常普遍的。本文将深入探讨集成运算放大器的基本应用实验数据，以便读者 能够更全面、深刻地理解这一主题。 1. 理论基础 在开始实验之前，我们首先需要了解集成运算放大器的基本理论知识。集成运算放大器是一种电压增益非常高的差分放大器，具有开环增益 和输入阻抗非常大的特点。在实际应用中，我们通常将集成运算放大 器配置为反馈放大电路，以实现各种电路功能，如放大、滤波、积分、微分等。 2. 实验准备 在进行集成运算放大器的基本应用实验之前，我们需要准备一些基本 的电子器件和实验仪器，例如集成运算放大器芯片、电阻、电容、信 号发生器、示波器等。另外，我们还需要准备一些基本的实验电路板 和连接线，以便进行电路连接和测量。 3. 实验一：集成运算放大器的非反相放大电路 我们首先将集成运算放大器配置为非反相放大电路，并使用信号发生
器输入一个正弦波信号。通过调节输入信号的幅值和频率，我们可以 测量输出信号的幅值和相位。通过实验数据的测量和分析，我们可以 验证非反相放大电路的放大倍数和相位特性。 4. 实验二：集成运算放大器的反相放大电路 接下来，我们将集成运算放大器配置为反相放大电路，并使用信号发 生器输入一个正弦波信号。同样地，通过调节输入信号的幅值和频率，我们可以测量输出信号的幅值和相位。通过实验数据的测量和分析， 我们可以验证反相放大电路的放大倍数和相位特性。 5. 实验三：集成运算放大器的积分电路 我们将集成运算放大器配置为积分电路，并输入一个方波信号。通过 测量输入和输出信号的波形，我们可以验证积分电路的积分特性。通 过实验数据的测量和分析，我们可以验证积分电路的频率特性和相位 特性。 通过以上实验数据的测量和分析，我们可以得出结论：集成运算放大 器在非反相放大、反相放大和积分电路中的性能和特性。我们还可以 深入讨论集成运算放大器的应用范围和设计技巧，以便读者能够更全面、深刻地理解集成运算放大器的基本应用实验数据。 总结回顾 通过本文的学习，我们对集成运算放大器的基本应用实验数据有了更
《集成运算放大器》说课稿 我今天说课的题目是<<集成运算放大器>>,下面我将从说教材、学生情况分 析、说教法和学法、说教学过程四个方面来对本课进行说明。 一、教材分析 （一）本节内容的地位和作用 目前我所使用的教材是高等教育出版社出版的《电子技术基础》（06年第二版，主编张兴龙）本节内容位于第五章“集成运算放大器”中的第三节，主要 讲述集成电路的组成及其主要参数。 本节是模拟电路的重要组成部分，它为后续集成运算放大电路的学习奠定基础。通过本课的学习，让学生明确集成电路的组成及主要参数的含义，在实际应用中占有很重要的地位。 （二）教学目标 根据本节课教学内容及教学大纲要求，结合学生专业的特点，确立本节课教 学目标如下： 1、了解集成运放的电路结构 2、了解集成运放的几个主要参数及其含义 3、了解理想集成运放的主要条件 （三）教学重点、难点 1、教学重点：集成运放的主要参数及其含义 2、教学难点：各参数含义的理解 二、教学分析 1、学情分析： 本课程教授对象是本校０７机电班学生，该班学生基础知识薄弱。他们是在上学期学习完《电子技术基础》的模拟电子技术基础前四章之后补充新的一章节。这样学生对电路及电子元器件知识有一个初步的了解，这对学习本课程有一定的帮助作用，在教学过程中重点培养学生的自学能力。 2、教学方法： 在教学方法上，采用自学与讲述结合，适时给予引导。 三、学法指导 从学生已有的认知水平和认知能力出发，在教学过程中进行类比迁移，对照学习，使学生从“学会”转化成“会学”，培养学生分析问题和解决问题的能力。
四、教学过程设计 （一）复习引入 利用前面所学知识引入 （二）传授新知 引入后，先简单介绍一下逻辑函数化简的意义，之后进一步介绍判断最简的条件，然后讲解常用的化简方法，在讲解常用方法时，每讲一种方法，教师先板演，让学生有一个感性认识，后强化练习以巩固所学思想方法。 （三）归纳小结 设计一个问题：通过本节课的学习，问学生掌握了哪些知识？ 简要叙述本节课的重点 (四)课后作业，强化新知
项目6 集成运放、反馈的认知及应用电路的制作 学习目标 1．知识目标 (1) 了解集成运算放大器(简称集成运放)的结构组成及特性指标，了解常见集成运放的种类、引脚特性。 (2) 了解集成运放的“虚短”和“虚地”的概念，了解集成运放应用电路的分析与基本计算。 (3) 掌握反馈的定义、分类及判别方法，重点掌握各种反馈类型对放大电路静态和动态性能的影响。 2．技能目标 (1) 掌握利用万用表、信号发生器、示波器测试反馈电路的特性的方法。 (2) 制作音频放大电路的中间级，学会对电路所出现故障进行原因分析及排除。 生活提点 集成电路是20 世纪60 年代初发展起来的一种新型器件。它把整个电路中的各个元器件以及器件之间的连线采用半导体集成工艺同时制作在一块半导体芯片上，再将芯片封装并引出相应引脚做成具有特定功能的集成电子线路。与分立件电路相比，集成电路实现了器件、连线和系统的一体化，外接线少，具有可靠性高、性能优良、质量轻、造价低廉、使用方便等优点。另外，通过引入反馈可改善放大电路的放大性能。 项目任务 制作音频放大电路的中间级部分，要求该电路采用两级集成运放作为放大之用，电压放大倍数至少达到50以上。该电路在PCB 上如图6.1 所示。 图6.1 音频放大电路的中间级部分 项目实施
6.1 集成运放的认知 集成运放的实物如图6.2 所示。 6.1.1 集成运放的组成及其符号 各种集成运算放大器的基本结构相似，主要都是由输入级、中间级和输出级以及偏置电路组成，如图 6.3 所示。输入级一般由可以抑制零点漂移的差动放大电路组成；中间级的作用是获得较大的电压放大倍数，可以由共射极电路承担；输出级要求有较强的带负载能力，一般采用射极跟随器；偏置电路的作用是为各级电路供给合理的偏置电流。 图6.3 集成运算放大电路的结构组成 集成运放的图形和文字符号如图6.4 所示。 图6.4 集成运放的图形和文字符号 其中“-”称为反相输入端，即当信号在该端进入时，输出相位与输入相位相反；而“+”称为同相输入端，输出相位与输入信号相位相同。 6.1.2 集成运放的基本技术指标 衡量集成运放质量好坏的技术指标很多，基本指标有10 项左右。接下来结合项目，了解一下其中主要性能参数的含义。 1．输入失调电压U OS 实际的集成运放难以做到差动输入级完全对称，当输入电压为零时，输出电压并不为零。规定在室温(25℃)及标准电源电压下，为了使输出电压为零，需在集成运放的两输入端额外附加补偿电压，称之为输入失调电压U OS。U OS越小越好，一般约为0.5～5mV。 2．开环差模电压放大倍数A od 集成运放在开环时(无外加反馈时)，输出电压与输入差模信号的电压之比称为开环差模电压放大倍数A od。它是决定运放运算精度的重要因素，常用分贝(dB)表示，目前最高值可达140dB(即开环电压放大倍数达107 )。
《模拟电路基础》 课程设计 课题名称___集成运算放大器的应用___ 班级_______09电信（1）班______ 姓名__________陈先樑___________ 学号__________090303015__________ 指导教师__________吴志伟____________ 日期_______2011~2012上学年____
集成运算放大器的应用 摘要 使用一片通用四运放芯片LM324组成电路实现下述功能： 使用低频信号源产生)V (2sin 1.001t f u i π=，z f H 5000=的正弦波信号，加至加法器的输入端，加法器的另一输入端加入由自制振荡器产生的信号1o u ，1o u 如图1(b)所示，ms T 5.01=，允许1T 有±5%的误差。 要求加法器的输出电压11210o i i u u u +=。2i u 经选频滤波器滤除1o u 频率分量，选出0f 信号为2o u ，2o u 为峰峰值等于9V 的正弦信号，用示波器观察无明显失真。2o u 信号再经比较器后在1k Ω负载上得到峰峰值为2V 的输出电压3o u 。 电源只能选用+12V 和+5V 两种单电源，由稳压电源供给。不得使用额外电源和其它型号运算放大器。 要求预留1i u 、2i u 、1o u 、2o u 和3o u 的测试端子。 一、概述 1、设计的组成部分 （1）方波-三角波产生电路设计 （2）加法器 （3）低通滤波器 （4）比较器 2、设计的目的 （1）掌握LM324芯片的基本组成电路；
（2）熟悉一些基本器件的应用; （3）熟悉多功能板的焊接工艺技术和电子线路系统的装调技术; （4）设计一个用集成运算放大器构成的基本电路。熟悉集成运算放大器波形变换与三角波，正弦波等的产生电路的工作原理，并且知道其设计和调试方式。 二、单元电路设计 1、三角波产生器的设计 如下图1.1.2所示为由集成运放构成的方波和三角波发生器电路，图1.1.3为由集成运放构成的方波和三角波发生器的输出波形图。 图1.1.2 三角波产生器 图1.1.3方波和三角波发生器的输出波形图 功能：方波和三角波发生器功能主要是产生如图 1.1.3的三角波其中T5.0 ms 1 。
绍兴市中等专业学校教案 班级11楼宇课程电子技术基础教师丁广强课题集成运算放大器介绍课时 2 教具多媒体授课教材中职国家规划教材《电子技术基础》张龙兴主编、高教版 教学目的 与 教学要求1、掌握集成运放中的加法和减法电路 2、掌握加法和减法电路的混合应用 3、熟练集成运放线性应用的知识 4、掌握集成运放中的求解过程 教学重点 与 教学难点 重点： 1、加法电路的分析 2、减法电路的分析 难点： 1、集成运放的分析方法 2、集成运放中信号电路的混合应用 授课类型理论教学 教学关键 通过对集成运放电路图的讲解与分析，推导出相应计算公式，采用分组讨论、组组互动、师生互动形式来完成学生对运放的理解。 教学方法任务驱动法，教学组织形式的选择：以小组合作的形式开展师生、生生互动 作业布置同步练习：P41 第1、2、3题 课后附记 具有一定的识图能力，具有一定的独立性，部分学习能力较弱的同学，具有一定的依赖性，总体本班学生较积极，能讨论。学习者的学习动机：学习积极性普遍较高。
教 学 过 程 教学课题 集成运算放大器介绍 项 目 教 学 环 节 师生活动 一、复习引入 集成运放的分析依据： （教学要求：提问学生回答，老师解释） 1、虚断：0==+-i i （解释：集成运放输入电流为零，但是集成运放又是与电路相连接的，相当于断开了一样，所以通常称为“虚断” 2、虚短：-+=u u （解释：集成运放两个输入端对地的电压总是相等的，二者不相接，但电位又总想等，相当于短路，所以通常称为：“虚短” 二、新课内容 1、加法运算电路 根据运放工作在线性区的两条分析依据可知： i 2 u i 2 R p ∞ － + Δ + u o u i 1 R F i f R 1 i 1 R 2 虚断：0==+-i i 21f i i i += ① 虚短：-+=u u =0（解释：同相端接地，所以0=+u ） 11 111R u R u u i i i =-=- ② 22 222R u R u u i i i =-=- ③ F o F o f R u R u u i -=-=- ④ 将②、③、④式带入①式可得： )(22 F 11F o i i u R R u R R u +-= 若F 21R R R ==，则： )(21o i i u u u +-= 平衡电阻F 21p ////R R R R = 结论：输出电压与两个输入电压之间是一种反相输入加法运算关系。 引入（5分钟） 新课讲授 30分钟） 重 点 讲 解
集成运算放大器的应用 一、设计要求： 使用通用四运放芯片LM324组成电路框图如图（a ），实现下述功能： 使用低频信号源产生.sin ()i u f t V π=10012，0500f Hz =的正弦波信号，加至加法器输入端，加法器的另一输入端加入由自制振荡器产生的信号1o u ，1o u 如图（b ）所示，.105T ms =，允许1T 有%5±的误差。 （a ） 2 -2 1 （b ） 图中要求加法器的输出电压21110i i o u u u =+。2i u 经选频滤波器滤除1o u 频率分量，选出0f 信号为2o u ，2o u 为峰峰值等于9V 的正弦信号，用示波器观察无明显失真。2o u 信号再经比较器在1K Ω负载上得到峰峰值为2V 的输出电压3o u 。 电源选用±12V 和±5V 电源，由稳压电源供给。不得使用额外电源和其它型号运算放大器。要求预留1i u 、2i u 、1o u 、2o u 和3o u 的测试端子，以方便测试。 二、原理框图：
原理框图说明： 图中要求加法电路的输出电压21110i i o u u u =+。2i u 经选频滤波器滤除1o u 频率分量，选出0f 信号为2o u ，2o u 为峰-峰值等于9V 的正弦信号，用示波器观察无明显失真。2o u 信号再经比较器后在1 K Ω 负载上得到峰-峰值为2V 的输出电压3o u 。 三、实验设备及元器件： 直流稳压电源，低频信号发生器，面包板，LM324，电阻、电容若干、稳压管。 四、实验原理： 本次实验主要是考察运算放大器的应用，模拟电路知识的掌握。利用LM324运算放大器分别设计三角波发生电路，加法器电路，滤波电路以及比较器电路。 五、调试及测量参数： 预留1i u 、2i u 、1o u 、2o u 和3o u 的测试端子，记录实验中1i u 、2i u 、1o u 、2o u 和3o u 波形图。
项目二任务五课堂教学设计（五）
课堂教学设计案例 一、教学内容 《电子技术基础与技能》（重庆大学出版社）任务五有源音箱制作之集成运放及应用（一） 二、课时 2课时 三、教材分析
本案例是重庆大学出版社出版的《电子技术基础与技能》任务五有源音箱制作，通过小型电子产品装配，来学习相关的知识和技能，包括：集成运放的运用，集成稳压电源，集成功放的应用；有源音箱的安装、调试与维修。 其中的集成运放及应用主要内容是集成运放基础知识及由运放构成的常见电路，为实际电路装接与电路分析与调试打下理论基础。 四、学生分析 1.学生对放大电路基础、差动放大电路、反馈等知识已经具备。 2.学生对于实际电路的分析能力不足，实际公式推导能力不足。 五、教学目标 学会： 1.集成运放结构、主要参数。 2. 能识别集成运放符号及外形。 3.理解虚短、虚断的概念。 会学： 1. 能区分常用集成运放的引脚顺序及功能。 2. 常见集成运放在实际电路中的应用。 3.能识读反相比例运算电路，会估算输出电压值。 乐学： 1.提高电路识图能力； 2.训练小组合作、竞争意识。 六、重点难点 （一）重点 1. 集成运放外形及引脚功能识别。 2. 虚短、虚断的概念。 （二）难点 1. 识读反相比例运算电路，会估算输出电压值。 七、教学策略
根据学情、教学目标和课程特点，采用提问、PPT演示，来唤醒学生对前面知识的记忆。对于重点及难点知识，教师结合PPT演示、实物演示与公式推导等手段教学，再让学生结合练习操作，教师巡视指导，使学生迅速把握重点知识及突破难点，如果在这个过程中教师发现学生普遍存在的薄弱环节则可以加深讲解力度，调整教学流程；通过学生展示与评价及小结等环节进一步发现问题并及时调整，最终完成教学目标。 八、教学环境 多媒体教学设备，教学PPT，常用集成运放实物。 九、教学过程 （一）导入 1. 教师：前面我们已经学习过放大电路的基础知识，所以首先我们一起来回顾放大器的用途和原理。 学生活动：学生思考、回答问题。 设计意图：复习已有知识，为导入集成运算放大器概念做准备，形成知识衔接。 2. 教师：在实际应用中，我们应用更广泛的是集成运算放大器。那么，什么是集成运算放大器呢？ 学生活动：学生浏览思考，回答。 设计意图：了解集成运放的概念。 3.教师：它在电路中又能起到什么样的作用呢？展示PPT。 学生活动：观看PPT，了解集成运放的应用。 设计意图：了解集成运放的应用。 （二）新授 1. 认识集成运放 （ 1 ）认识常见集成运放外形 教师活动：展示实物并讲解。 学生活动：观看LM324、NE5532等常见集成运放实物。 （ 2 ）了解集成运放内部结构 教师活动：播放PPT并讲解。 学生活动：观看PPT，了解集成运放内部结构。 （ 3 ）绘制集成运放符号 教师活动：播放PPT并要求学生绘制。
第三章集成运算放大器及反馈 集成化是电子技术进展的一个重要方向，集成运算放大器（简称集成运放）是模拟集成电路中品种最多、应用最普遍的一类组件。反馈是一个很重要的概念，各类自动操纵，自动调剂系统都离不开反馈。集成运放加上负反馈可组成各类模拟运算电路。本章要紧介绍集成运放及其线性应用和反馈的概念。 本章学习目标： （1）明白集成运放的大体性能，熟悉集成运放符号； （2）明确“同相输入端”及“反相输入端”的含义； （3）会通过工具书查阅集成运放型号、参数、连接方式、利用注意事项等资料； （4）明确反馈的概念，明白反馈对放大电路的阻碍； （5）明白集成运放线性运用和非线性运历时的特点； （6）熟悉并能计算同相较例、反相较例及加法运算电路。 第一节集成运算放大器 一、集成运放简介 前面讲述的放大电路是由分立的三极管、二极管、电阻、电容等元件，借助导线或印制电路连接成一个完整的电路系统，称之为分立元件电路。利用集成工艺，将电路的所有元件及联接导线集成在同一块硅片上，封装在管壳内，成为一个具有特定功能的完整电路即集成电路。与传统的分立元件电路相较，集成电路具有体积小、重量轻、功耗小、本钱低、靠得住性好等优势。因此电子设备中集成电路几乎取代了分立元件电路。 集成电路的品种很多，按其功能可分为模拟集成电路和数字集成电路两大类。数字集成电路用于产生、变换和处置各类数字信号。模拟集成电路用于放大、变换和处置模拟信
号（模拟信号，是指幅度随时刻作持续转变的信号）。模拟集成电路又称线性集成电路。集成运放是一种模拟集成电路。集成电路封装后通过引脚与外部电路联接，集成电路的外形有如图3-1所示的几种常见形式。各类集成电路型号、管脚排列、大体联接方式及参数等等，有集成电路手册可供查阅。 图3-1 集成电路外形图例如 集成运算放大器实质上是一种高增益、多级、直接耦合的放大器。它的电压放大倍数可达104～107。集成运放的输入电阻从几十千欧到几十兆欧，而输出电阻很小，仅为几十欧姆。由于初期运算放大器要紧用于数学运算，因此叫集成运算放大器。目前大多数系统中的放大器都采纳集成运放。比如第一章图1-2和第二章图2-1这些自动化系统中需要的放大器，通常都是集成运算放大器。随着集成技术的飞速进展，集成运放的性能不断提高，在自动操纵、自动检测等领域，集成运放取得了十分普遍的应用。集成运放典型的管脚排列如图3-2所示 图3-2 集成运放管脚排列图例如
集成运算放大器实验报告 集成运算放大器实验报告 引言 集成运算放大器（Integrated Operational Amplifier）是一种常见的电子器件，广泛应用于各个领域，如通信、医疗、工业控制等。本实验旨在通过实际操作和测量，了解集成运算放大器的基本原理和特性，并探讨其在电路设计中的应用。 一、实验目的 本实验的主要目的如下： 1. 理解集成运算放大器的基本原理和特性； 2. 掌握集成运算放大器的基本参数测量方法； 3. 探索集成运算放大器在电路设计中的应用。 二、实验仪器与器件 1. 实验仪器：示波器、函数发生器、直流电源、万用表等； 2. 实验器件：集成运算放大器、电阻、电容等。 三、实验步骤 1. 搭建基本的集成运算放大器电路，并连接相应的仪器； 2. 调节函数发生器，输入不同的信号波形，观察输出信号的变化； 3. 测量并记录集成运算放大器的增益、输入阻抗、输出阻抗等参数； 4. 尝试改变电路中的电阻和电容数值，观察输出信号的变化； 5. 根据实验结果，分析集成运算放大器的应用场景和电路设计方法。 四、实验结果与分析
1. 在实验中，我们观察到集成运算放大器具有很高的增益，可以将输入信号放 大到几十倍甚至几百倍的程度。这使得它在信号放大和放大器设计中发挥着重 要的作用。 2. 通过测量，我们还发现集成运算放大器具有很高的输入阻抗和很低的输出阻抗。这使得它可以有效地隔离输入和输出电路，提高信号传输的质量。 3. 在实验中，我们改变了电路中的电阻和电容数值，观察到输出信号的变化。 这进一步验证了集成运算放大器的灵活性和可调性，可以根据实际需求进行电 路设计和调整。 五、实验总结 通过本次实验，我们深入了解了集成运算放大器的基本原理和特性，并掌握了 相关的测量方法。我们还通过实际操作，探索了集成运算放大器在电路设计中 的应用。实验结果表明，集成运算放大器在信号放大、隔离和调节方面具有重 要作用，可以在各个领域中发挥重要的作用。 六、参考文献 [1] 张三, 李四. 集成运算放大器原理与应用[M]. 北京：电子工业出版社，2018. [2] 王五, 赵六. 集成运算放大器电路设计与实验[M]. 上海：上海科学技术出版社，2019. 以上即为本次集成运算放大器实验报告的全部内容。通过本次实验，我们对集 成运算放大器有了更深入的了解，并掌握了相关的实验操作和测量方法。希望 本次实验对大家的学习和研究有所帮助。
模拟集成电路教程课程设计 课程设计概述 设计背景 本课程设计旨在通过学生自主设计和实现一个基于模拟集成电路的 小型电子产品，使学生在知识理解、产品设计、系统集成和实现调试 等方面，学有所获，充实自己，为未来职业生涯做好准备。 设计目标 •理解模拟集成电路的基本原理和设计方法，掌握常用的放大器、运算放大器、滤波器等电路的设计方法； •学习电路原理和外围设备的基本布线方案； •学习电路板的设计和制作、部分原理测试和调试方法； •学习系统调度、问题解决以及测试方法和思路。 设计任务 根据学生的实际情况，本次课程设计的任务主要包括以下几个方面：•选择一款电子产品，比如放大器、音量调节器或者其他你自己感兴趣的产品； •设计和实现该电子产品所需的模拟集成电路和其他外围电路； •设计和制作电路板，并在板上安装所需的元器件； •进行实验测试和调试，保证系统的正常工作；
•撰写电子产品的设计说明书、电路原理图以及相关测试报告和仿真结果。 设计步骤及流程 第一步：产品选型 在第一步，主要是要选定一个电子产品，然后明确设计任务，以便进一步开展设计。 电子产品的选择应该基于自己的兴趣爱好、所具备的技术能力、经济条件等综合因素进行综合考虑。建议选择的电子产品难度适中，可以参考课程教学要求或者请教导师。 第二步：电路设计 在第二步中，主要是对所选电子产品的模拟集成电路进行设计。根据设计要求，需要选择合适的模拟集成电路组件，包括放大器、运算放大器、滤波器等。其中，运算放大器是模拟集成电路设计中最为常用的组件之一。 在进行模拟集成电路设计之前，要先了解电路的基本原理和设计方法。具体可以参照模拟电路设计的相关教材或者通过搜索引擎进行查找。 第三步：电路布局 在第三步中，主要是进行电路的布局和线路的连接。这个步骤需要注意一些常见的布线方法和线路连接方式，以确保电路的可靠性和系统的稳定性。
集成电子技术教学设计 概述 集成电路技术在现代电子工业中占据着重要的地位，因此在电子工程教育中， 集成电路技术的学习是必不可少的。本文旨在探讨一些在集成电子技术教学设计方面的思考和实践，帮助教师更好地进行课程设计和教学实践。 教学目标 在集成电子技术的教学中，主要的教学目标包括： •理解集成电路原理，包括集成电路设计、制造和应用。 •熟悉各种不同的集成电路、器件及其性能。 •培养学生对实际应用的理解能力，了解不同的应用场景中的集成电路使用方法和技巧。 •培养学生的实验能力和创新意识，让学生掌握一些电子工程实践技能。 教学内容 集成电路技术教育涉及到许多的内容，在教学过程中应该尽可能的涵盖这些内容： 基本概念 在集成电路技术教育过程中，首先需要讲授的是基本概念。学生需要了解电路、半导体和集成电路的基本概念，了解半导体物理学的基本原理，以及集成电路的制造和设计过程。
集成电路种类 集成电路包括数字和模拟两种不同的种类。在教学过程中，应该涵盖这些集成 电路的基本概念和特性，强调不同类型集成电路之间的差异和应用场景。数字集成电路包括门电路、触发器和计数器等，而模拟集成电路主要包括运算放大器、比较器、滤波器和放大器等。 集成电路的测试和应用 在集成电路的教学中，实践操作是非常重要的。学生应该能够熟练掌握测试集 成电路的方法和技巧，以及将集成电路应用到具体的实际电子工程中的方法。实验应该以实际解决问题为导向，培养学生解决问题的能力。 教学方法 在集成电子技术的教学过程中，教学方法的选择是非常关键的。以下是教师可 以采用的一些教学方法： 讲授和案例分析 教师可以通过讲解电路和半导体物理原理来让学生了解基本概念。同时，也可 以通过案例分析来给学生提供实际应用经验，这可以加深学生对集成电路理论知识的掌握。 实验操作 集成电子技术教学的实验操作是非常重要的。学生应该在实验室中亲自操作电路，以提高他们的实验能力和创新意识。实验应该以实际解决问题为导向，培养学生解决问题的能力。 课堂讨论 课堂讨论可以让学生参与到课程教学中来，教师可以提出一些问题让学生自己 思考和讨论，这可以帮助学生理解更加深入，同时也可以开发学生解决问题的能力。
集成运算放大器的基本运算电路 - 电子技 术 集成运算放大器是一种具有高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。当外部接入不同的线性或非线性元器件组成负反馈电路时，可以机敏地实现各种特定的函数关系。在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。 基本运算电路 （1)反相比例运算电路 电路如图1所示，对于抱负运放，该电路的输出电压与输入电压之间的关系为 uO＝-ui 图1 反相比例运算电路 为了减小输入偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻R2=R1||RF。 (2)同相比例运算电路 图2是同相比例运算电路，它的输出电压与输入电压之间的关系为uO=(1+)ui R2=R1||RF 当R1→∞时，uO=ui，即得到如图3所示的电压跟随器。图中R2=RF，用以减小漂移和起爱护作用。一般RF取10KΩ，RF太小起不到爱护作用，太大则影响跟随性。
图2 同相比例运算电路 图3 电压跟随器 (3)反相加法电路 电路如图4所示。 图4 反相加法运算电路 输出电压与输入电压之间的关系为uO=()R3=R1||R2||RF (4) 减法运算电路 对于图5所示的减法运算电路，当R1=R2，R3=RF时，有如下关系式uO=(ui2-ui1) 图5 减法运算电路 (5)积分运算电路 反相积分电路如图6所示。在抱负化条件下，输出电压uo等于 uo(t)= — 式中“—”号表示输出信号与输入信号反相。uc(o)是t=0时刻电容C两端的电压值，即初始值。 图6 积分运算电路 假如ui(t)是幅值为E的阶跃电压，并设uc(o)=0，则uo(t)= —
即输出电压uo(t)随时间增长而线性下降。明显时间常数R1C的数值大，达到给定的uo值所需的时间就长。积分输出电压所能达到的最大值受集成运放最大输出范围的限制。 在进行积分运算之前，首先应对运放调零。为了便于调整，将图中K1闭合，通过电阻R2的负反馈作用挂念实现调零。但在完成调零后，应将K1打开，以免因R2的接入造成积分误差。K2的设置一方面为积分电容放电供应通路，同时可实现积分电容初始电压uc(o)=0。另一方面，可把握积分起始点，即在加入信号ui后，只要K2一打开，电容就将被恒流充电，电路也就开头进行积分运算。 （6）微分运算电路 反相微分电路如图7所示。在抱负化条件下，输出电压uo等于 uo(t)= 式中“—”号表示输出信号与输入信号反相。 图7 微分运算电路
目录 摘要 (3) 第一章引言 (4) 第二章基础知识介绍 (5) 集成电路简介 (5) CMOS运算放大器 (5) 理想运放的模型 (5) 非理想运算放大器 (6) 运放的性能指标 (6) CMOS运算放大器的常见结构 (7) 单级运算放大器 (7) 简单差分放大器 (8) 版图的相关知识 (9) 版图介绍 (9) 硅栅CMOS工艺版图和工艺的关系 (9) Tanner介绍 (10) 第三章电路设计 (11) 总体方案 (11) 各级电路设计 (11) 第三级电路设计 (11) 第二级电路设计 (12) 第一级电路设计 (13) 三级运放整体电路图及仿真结果分析 (15) 第四章版图设计 (16) 版图设计的流程 (16) 参照所设计的电路图的宽长比，画出各MOS管 (16)
布局 (18) 画保护环 (18) 画电容 (18) 画压焊点 (19) 整个版图 (20) 第五章 T-Spice仿真 (22) 提取T-Spice文件 (22) 用T-Spice仿真 (25) 仿真结果分析 (27) 第六章总结 (28) 参考文献 (29)
摘要 本次专业综合课程设计的主要内容是设计一个CMOS三级运算跨导放大器，该放大器可根据不同的使用要求，通过开关的开和闭，选择单级、两级、三级组成放大器，以获得不同的增益和带宽。用ORCAD画电路图，设计、计算宽长比，仿真，达到要求的技术指标，逐级进行设计仿真。然后用L-Edit软件根据设计的宽长比画版图，最后通过T-Spice仿真，得到达到性能指标的仿真结果。 设计的主要结果归纳如下： （1）运算放大器的基本工作原理 （2）电路分析 （3）设计宽长比 （4）画版图 （5）仿真 （6）结果分析 关键词：CMOS运算跨导放大器；差分运放；宽长比；版图设计；T-Spice 仿真
河北 ______ 技工学校教师课时授课计划 课程：《电子技术基础》任课教师：2007年5月25日
问：基本放大电路由哪些必不可少的部分组成？各元件有什么作用? 导入新课（3分钟） 为了进一步理解放大电路的性能，需要对放大电路进行必要的的定 多媒体课件、 量分析，如放大倍数到底是多大？ 米用冋题导入法 上次课我们知道不设静态工作点会造成电路的严重失真，那么怎样 针对上次课的内 设置合适的静态工作点？ 容，提出三个问 放大电路中电容具有“隔直通交”的作用，这种作用在放大电路中 题，导入本次新 如何体现？ 课。 讲授与练习（75分钟） § 2-2共射极放大电路的分析 旧课复习（7分钟） *E = U BE U be = 1 B i b i 厂 l c i c ±E = U CE M ce 多媒体课件 采用启发式提问 分四步展示各参 数波形启发学生 回答元件作用， 最后利用公式总 结。
一、直流通路与交流通路 电容对交、直流的作用不同。如果电容容量足够大，可以认为它对交流不起作用，即对交流短路。而对直流可以看成开路，这样，交直流所走的通道是不同的。这样就有了交流通道（只考虑交流信号的分电路）和直流通道（只考虑直流信号的分电路）。不同的信号可以分别在不同的通道分析。 1直流通路 定义：放大电路的直流等效电路，是在静态时放大电路的输入回路 和输出回路的直流电流流通的路径。（静态：Ui=O时） 电容作用：对直流来说相当于断开。 ★画法：将电容支路断开，其它保持不变。讲练结合法针对导入新课中提到的电容具有 “隔直通交”的作用，切入通路分类。
2、交流通路 定义：放大电路的交流等效电路，是在动态时放大电路的输入回路 和输出回路的交流流电流流通的路径。（动态：Ui 工0时） 电容作用：对交流来说近似短路。 ★画法：将电容支路画成导线，直流电源接地。 利用多媒体课件 的动画效果，增 加“短路、置零” 的直观性。 练习1：画射 极偏置电路的直流、流通路 例1 :画基本共射极放大电路的直流通路与交流通路 对直競信号（只有-v 仔） 电朮开外得列直流通路 多媒体课件 先举 例，再练习 利用多媒体课件 的动画效果，增 加“开路”直观 性。 Rbi { I uo Ci + - -------- 1 斤 Cc 学 生 练 习 教 师 巡 回 检 查 指 导 发 现 错 误 纠 正 最 后 占 八 评 特 别 是 典 型 错 误 讨 论 : 加 负 载 R L 后 的 影 响。 电容短路，直流电源置零
第4章集成运算放大器 本章基本内容、教学要点及能力培养目标 本章简要地介绍了集成运算放大电路的组成、基本特性、主要参数及多级直接耦合放大电路的基本单元电路－－差分放大电路。 通过本章的学习，要求能掌握差分放大电路的基本构成，能分析常用的几种基本差分放大单元电路；能讲述集成运算放大器的结构、组成，能分析集成运算放大器的基本特性和主要参数。 本章要讨论的问题 ●差分放大电路与其它基本放大电路有什么区别？为什么它能抑制零点漂移？ ●差分放大电路的基本构成及几种常用的基本单元电路？ ●集成运放由哪几部分组成？各部分的作用是什么？ ●集成运放的电压传输特性有什么特点？为什么？ ●集成运放有哪些主要技术指标？如何评价集成运放的性能？ 4.1 差分放大电路 重点内容 1、差分放大电路的组成及基本单元电路； 2、差模信号、共模信号； 3、带恒流源的改进型差分放大电路。 难点内容 差分放大电路的分析、计算。 例题详解 【案例分析4.1.1】在图4.1.1所示电路中，已知三 极管β1＝β2＝50，r be≈2kΩ，R e＝2kΩ，R c＝10kΩ， R L＝20kΩ。试求：该电路的差模输入电阻、差模输出 电阻和差模电压放大倍数。 分析、求解：本案例分析试图通过具体电路的分析 计算，来说明差分放大电路差模输入电阻、差模输出电 阻和差模电压放大倍数的求取。 由于整个差分放大电路双端输出时的差模放大倍图4.1.1基本差分放大电路
数A vd 等于单管放大电路的电压放大倍数，故可通过单管，对称的一半电路（简称半边电路）的微变等效电路求出A vd 。在差模输入时，两管集电极电流变化量大小相等、方向相反，负载R L 的中点电位是不随信号变化的零电位，即中点可等效看作交流地，于是有差模信号的交流通路，如图4.1.2（a ）所示。因为半边电路的负载为R L /2，于是有半边电路的差模交流小信号微变等效电路如图4.1.2（b ）所示。 从图4.1.2（a ）中可以看出，从电路的两个输入端看进去的等效电阻，即电路的差模输入 电阻R id 为 R id ＝2r be 此处， R id ≈2×2k Ω＝4k Ω 从电路的两个输出端看进去的等效电阻，即电路的差模输出电阻R od 为 R od ＝2R c 此处， R od ＝2×10k Ω＝20k Ω 从图4.1.2（b ）中可以看出双端输出时的差模电压放大倍数A vd 为 be L c Id1Od1vd1v d 2//ΔΔr R R βv v A A -=== 此处， 22 10 //1050vd ⨯ -=A ＝－125 【案例分析4.1.2】在图4.1.1所示电路中，若电路参数同案例分析4.1.1，且输入信号v I1 ＝5.25V ，v I2＝5V ，试求：该电路的差模输入信号，共模输入信号；双端输出和单端输出时的共模电压增益，共模输入电阻和共模输出电阻。 分析、求解：本案例分析试图通过具体电路的分析计算，来说明差分放大电路差模输入电阻、差模输出电阻和差模电压放大倍数的求取。 由v I1≠v I2，可知，电路输入信号中既有差模信号的成分，又有共模信号的成分，由式（4.1.9），有 v Id ＝v I1－v I2＝（5.25－5）V ＝0.25V 图4.1.2 图4.1.1电路的差模等效电路 （a ）差模信号交流通路 （b ）差模半边电路微变等效电路 （a ） （b ）
第五章集成运算放大器 第一节直流放大器 教课目标： 1、认识直流放大器的观点。 2、掌握直流放大器存在的问题。 3、掌握解决直流放大器零点漂移的问题。 4、掌握差动放大器的工作原理。 教课要点： 1、直流放大器存在的问题。 2、差动放大器克制零漂的工作原理。 教课难点： 1、差动放大器克制零漂的工作原理。 教课方法与手段： 1、教师讲解与学生练习相联合。 2、板书与多媒体课件相联合。 课时计划： 3 课时 一、集成运算放大器 集成运算放大器——高增益的直接耦合的集成的多级放大器。集成电路的工艺特色： （1）元器件拥有优秀的一致性和同向误差，因此特别有益于实现需要对称构造的电路。 （2）集成电路的芯片面积小，集成度高，所以功耗很小，在毫瓦以下。 （3）不易制造大电阻。需要大电阻时，常常使用有源负载。 （4）只好制作几十 pF 以下的小电容。所以，集成放大器都采纳直接耦合方式。如需大电容，只有外接。
（5）不可以制造电感，如需电感，也只好外接。 直流放大器：用来放大迟缓变化的信号或某个直流量的变化的放大电路，称为直流放大器。 二、流放大器存在的两个问题 1、前后级静态工作点互相影响的问题。 解决的方法是：在后级发射极加电阻、在后级发射极加二极管、用PNP 型管与 NPN 型管互补构成。 2、存在零点漂移。 零点漂移：输入ui=0 时，，输出有迟缓变化的电压产生。 u o t 产生零漂的原由：由温度变化惹起的。当温度变化使第一级放大器的静态工作点发生细小变化时，这类变化量会被后边的电路逐级放大，最后在输出端产生较大的电压漂移。因此零点漂移也叫温漂。零漂的权衡方法：将输出漂移电压按电压增益折算到输入端计算。 3.减小零漂的举措 用非线性元件进行温度赔偿采纳差动放大电路 三、差动放大器 + V CC R c R c b+ u o _R b R T 1T 2 ++ u i1u i2－R e － _ V EE