4模拟电子技术基础课件--清华大学--华成英--4-集成运算放大电路

值得纪念的几位科学家！
第一只晶体管的发明者
（by John Bardeen , William Schockley and Walter Brattain in Bell Lab） 他们在1947年11月底发明了晶 体管，并在12月16日正式宣布“晶 体管”诞生。1956年获诺贝尔物理 学奖。巴因所做的超导研究于1972 年第二次获得诺贝尔物理学奖。
2. 实践性
➢ 常用电子仪器的使用方法 ➢ 电子电路的测试方法 ➢ 故障的判断与排除方法 ➢ EDA软件的应用方法
华成英 hchya@
五、如何学习这门课程
1. 掌握基本概念、基本电路和基本分析方法
➢ 基本概念：概念是不变的，应用是灵活的， “万 变不离其宗”。 ➢ 基本电路：构成的原则是不变的，具体电路是多种 多样的。 ➢ 基本分析方法：不同类型的电路有不同的性能指标 和描述方法，因而有不同的分析方法。 2. 注意定性分析和近似分析的重要性 3. 学会辩证、全面地分析电子电路中的问题 ➢ 根据需求，最适用的电路才是最好的电路。 ➢ 要研究利弊关系，通常“有一利必有一弊”。 4. 注意电路中常用定理在电子电路中的应用
贝尔实验室制成第一只晶体管 集成电路 大规模集成电路 超大规模集成电路
第一片集成电路只有4个晶体管，而1997年一片集成电路 中有40亿个晶体管。有科学家预测，集成度还将按10倍/6年 的速度增长，到2015或2020年达到饱和。
学习电子技术方面的课程需时刻关注电子技术的发展！
华成英 hchya@
1. 电子电路中信号的分类
“1”的倍数
➢数字信号：离散性
介于K与K+1之 间时需根据阈值 确定为K或K+1
“1”的电 压当量
任何瞬间的任何 值均是有意义的

集成运算放大器的分析和设计
• 分析 • 输入电阻和输出电阻的分析，以及频率特性的分析。 • 线性范围和非线性失真的分析。 • 直流和交流性能的分析。 • 设计 • 选择合适的晶体管和电阻器。 • 设计合适的偏置电路和反馈电路。 • 进行频率补偿和稳定性分析。
集成运算放大器的应用
作为通用放大器使用，用于各种不同的信号放大场合 。
THANK YOU.
反馈的极性
正反馈用“+”表示，负反馈用“-”表示 。
正反馈
使放大器的净输入信号增加。
负反馈对放大电路性能的影响
提高放大倍数的稳定性
展宽频带
由于环境温度的变化，晶体管的放大倍数会 发生变化，加入负反馈后，可以减小这种变 化。
由于负反馈的作用，使得放大器的上限频率 有所降低，下限频率有所升高，这样频带就 展宽了。
减小非线性失真
负反馈对噪声的抑制作 用
当输入信号为正弦波时，晶体管的输出信号 由于管子的非线性而产生失真，加入负反馈 后，可以使这种失真减小。
在放大器中，噪声是不可避免的，负反馈可 以抑制噪声。
正反馈和自激振荡
自激振荡
在正反馈的作用下，放大器会自己产生信号而输出音调不变的音调。
消除自激振荡的方法
在放大器中引入负反馈来破坏自激振荡的条件。
直流电源及其应用
直流电源
01
它通常由交流电源经整流、滤波和稳压等环 节转换而来。
03
直流电源广泛应用于各种电子设备和系统中 ，如计算机、手机和电动车等。
05
02
直流电源是一种能够提供稳定直流电压的电 子器件。
04
直流电源电压， 保证其正常工作和延长使用寿命。
电子技术的起源与发展

I R = (VCC U BE ) R
U BE1 = U BE0,I B1 = I B0 I C1 = I C0 = I C
I R = I C 0 + I B0 + I B1 = I C +
IC =
电路中有负反 馈吗? 馈吗?
2I C
β β +2
β
IR
若β >> 2 ,则I C ≈ I R
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以复合管为放大管, 以复合管为放大管, 用UBE倍增电路消 除交越失真的准 恒流源作负载的共 除交越失真的准 射放大电路 互补输出级
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输入级的分析
共集-共基形式 共集 共基形式 T1和T2从基极输入,射极输出 从基极输入, T3和T4从射极输入,集电极输出 从射极输入, T3,T4为横向 为横向PNP型管,输 型管, 型管 入端耐压高.共集形式, 入端耐压高.共集形式,输入 电阻大, 电阻大,允许的共模输入电压 幅值大.共基形式频带宽. 幅值大.共基形式频带宽. Q点的稳定: 点的稳定: 点的稳定 T(℃)↑→IC1↑ IC2↑ →IC8↑ ( IC9与IC8为镜像关系 C9↑,因 为镜像关系→I , IC10不变 IB3↓ IB4↓ → IC3 ↓ 不变→ IC4↓→ IC1↓ IC2↓
第四章 集成运算放大电路
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第四章 集成运算放大电路
§4.1 概述 §4.2 集成运放中的电流源 §4.3 集成运放的电路分析及其性能指标
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§4.1 概述
一,集成运放的特点 二,集成运放电路的组成 三,集成运放的电压传输特性
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§4.2 集成运放中的电流源

4.1 集成运算放大电路概述4.2 集成运放电路简介4.3 集成运放的性能指标和低频等效电路4.4 集成电路的发展概况及分类Operational Amplifier, Opamp: Direct-coupled multistage, high gain, high input resistor, low output resistor amplifier 1941: First (vacuum tube) op-amp "Summing Amplifier" by Karl D. Swartzel Jr. in Bell labs 1962: First solid-state (BJT) op-amps in potted modules 1963: First monolithic IC op-amp 1970: First high-speed, low-input current FET design第一代电子管模拟计算机 数学计算 长途电话 中继器 信号放大晶体管 集成运放 用于各种需要放大信号的应用 广播、通信：电话、手机 工业控制：信号运算，PID调节 工业检测：信号放大 航空航天测量及通信 计算机网络：网卡，调制解调器， 路由器，交换机 各类图像采集：照相机、摄像机 汽车电子，生医电子 等等 发展方向：高精度、高速、宽带、低功耗 发展方向：高精度、高速、宽带、低功耗第二代一、集成运放符号 uN 输出端 uP + uOA二、集成运放的电压传输特性 • 开环差模电压放大倍数Aod一般为 105以上 • Uom峰值一般为14V左右（± 左右（±15V 电源） 电源） • 当|uo|<=Uom时，uo=Aod*(uP - uN)Uom-Uom4集成运放通常由输入级、中间级、输出级等电路组成。

一般采用差 分放大电路一般采用共射或 共源放大电路一般采用互补 输出级电路给各级电路提供合 适的静态电流，一 般采用电流源电路集成运放读图步骤：1．合理分块：按信号的流向找出输入级、中间级、输出 级，并确定偏置电路； 2．分析功能：分析各块的功能和工作原理； 3. 统观整体：定性分析电路整体功能和性能特点； 4. 性能估算：定量估算静态工作 性能估算：定量估算静态工作点和动态性能指标。