集成电路运算放大器
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集成电路运算放大器的定义1. 引言集成电路运算放大器是当今电子电路中最重要的基本器件之一。
它是一种高增益、差分放大器,广泛应用于模拟电路、信号处理、自动控制等领域。
本文将介绍集成电路运算放大器的定义、基本原理、特性以及应用。
2. 定义集成电路运算放大器,简称运放(Op-Amp, Operational Amplifier),是一种差分放大器,它能够将输入信号放大到较高的增益水平。
运放通常由差动输入级、差动放大级、输出级和电源级组成。
它的输入有两个端口:非反馈输入端(inverting input)和反馈输入端(non-inverting input),输出端则以电压方式输出。
3. 基本原理3.1 差分放大器运放的核心是差分放大器,它是由两个晶体管组成的差分对(differential pair)。
差分放大器具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗等特点。
当在非反馈输入端和反馈输入端施加电压时,差分放大器将两个输入信号进行差分放大,并输出差分放大的结果。
3.2 负反馈运放的一个重要特点是负反馈(negative feedback)。
负反馈通过将输出信号的一部分反馈到输入端,使得运放的输出与输入之间达到稳定的关系。
负反馈降低了运放的增益,但提高了稳定性和线性度。
4.1 增益运放具有非常高的开环增益,通常在105到106范围内。
通过负反馈可以调节运放的增益,使其适应不同的应用需求。
4.2 输入阻抗和输出阻抗运放的输入阻抗非常高,通常在105到1012欧姆之间,使其能够接受较小的输入信号。
输出阻抗通常比输入阻抗小得多,可以提供较低的输出阻抗。
4.3 带宽运放的带宽指的是它能够工作的最大频率范围。
通常,在低频时运放的增益较高,而在高频时增益会逐渐降低。
带宽取决于运放的内部结构和电容等元件。
运放的工作温度和环境温度对其性能有一定影响。
温度变化会引起运放增益的变化,这种现象称为温漂。
通过合适的补偿电路和工艺可以减小温漂的影响。
集成电路运算放大器实验教案0. 前言集成电路运算放大器(Operational Amplifier,简称Op Amp)是一种非常重要的电子元器件,由于其方便的使用和高性能,成为学习电子技术的必备件之一。
在工程实践中,Op Amp被广泛应用于斯密特触发器、积分与微分电路、滤波器等电路中,因此掌握Op Amp的基础知识和实验技能对于电子信息专业的学生非常重要。
本次实验的目的是帮助学生掌握Op Amp的基本操作,理解阻容耦合放大器、反相放大器、非反相放大器、比例放大器和积分放大器等Op Amp的基础电路,并通过实际的电路组装和测试来加深对Op Amp的理解和应用。
1.实验名称集成电路运算放大器实验教案2.实验目的(1) 了解Op Amp的原理与基本电路。
(2) 掌握Op Amp放大电路的组装方法。
(3) 掌握Op Amp放大电路的测试与分析方法。
(4) 提高学生实验操作能力和实践能力。
3.实验器材(1)直流电源(5V、+12V、-12V)(2)信号发生器(正弦波、矩形波、三角波)(3)万用表(4)面包板及连线(5)集成电路运算放大器(OP27、LM741、TL081等)(6)小型陶瓷电容(0.1μF、0.22μF等)(7)小型金属膜电阻(1kΩ、10kΩ等)4.实验步骤(1) 实验前准备:将面包板上的信号发生器、万用表、电源及Op Amp等器件连通,保证电源正极与电源标记对应,信号输入口与信号发生器对应,输出端口与万用表对应,Op Amp的正负电源和信号输入和输出对应。
(2) 阻容耦合放大器:阻容耦合放大器是指由Op Amp和若干个电阻、电容组成的电路。
将Op Amp的正电源连接到+12V,负电源连接到-12V,电容C1连接到Op Amp的负输入端,C2连接到Op Amp的输出端,R1连接到Op Amp的正输入端和电源的+12V端,R2连接到Op Amp的正输入端和C1的另一端。
分别通过正弦波和矩形波输入信号,观察输出信号。
第21讲6.3 简单的集成电路运算放大器主要内容:本节主要介绍了集成电路运算放大器。
基本要求:了解集成运放的内部结构及各部分功能、特点。
教学要点:1.集成电路运算放大器的组成集成电路运算放大器是一种高电压增益、高输入电阻和低输出电阻的多级直接耦合放大电路,它的类型很多,电路也不一样,但结构具有共同之处,一般由四部分组成。
(1)输入级一般是由BJT、JFET或MOSFET组成的差分式放大电路,利用它的对称特性可以提高整个电路的共模抑制比和其他方面的性能,它的两个输入端构成整个电路的反相输入端和同相输入端。
(2).电压放大级的主要作用是提高电压增益,它可由一级或多级放大电路组成(3).输出级一般由电压跟随器或互补电压跟随器所组成,以降低输出电阻,提高带负载能力。
(4)偏置电路是为各级提供合适的工作电流。
此外还有一些辅助环节,如电平移动电路、过载保护电路以及高频补偿环节等2.简单的运算放大器简单运算放大器的原理电路如图所示。
(1)T1,T2对管组成差分式放大电路,信号双端输入、单端输出。
(2)复合管T3,T4组成共射极电路,形成电压放大级,以提高整个电路的电压增益。
(3)T5,T6组成两级电压跟随器,构成电路的输出级,它不仅可以提高带负载的能力,而且可进一步使直流电位下降,以达到输入信号电压v id=v i1-v i2为零时,输出电压v O=0的目的。
(4)R7和D组成低电压稳压电路以供给的基准电压,它与T9一起构成电流源电路以提高T5的电压跟随能力。
(5)电路符号:由此可见,运算放大器有两个输入端(即反相输入端1和同相输入端2),与一个输出端3。
在运算放大器的代表符号中,反相输入端用"-"号表示,同相输入端用"+"表示。
器件外端输入、输出相应地用N,P和O表示。
(6)输入和输出的相位:利用瞬时极性法分析可知,当输入信号电压v i1从反相输入端输入时(v i2=0),如v i1的瞬时变化极性为(+)时,各级输出端的瞬时电位极性为:v C2(+)→v O2(–)→v B6(–)→v O(–)则输出信号电压v o 与v i1反相;同时,当输入信号电压从同相端输入v i2(v i1=0)时,可以检验,输出电压v o与v i2同相。
集成电路运算放大器的术语引言集成电路运算放大器(Operational Amplifier,简称Op Amp)是一种广泛应用于电子电路中的基本器件。
它具有高增益、高输入阻抗、低输出阻抗等特点,能够在模拟电路中起到放大、滤波、比较等作用。
本文将介绍一些与集成电路运算放大器相关的术语,帮助读者更好地理解和应用该器件。
1. 基本术语•运算放大器(Operational Amplifier):是一种具有高增益、高输入阻抗、低输出阻抗等特点的电子放大器,可用于放大、滤波、比较、积分、微分等各种功能。
•输入端(Input):运算放大器的输入端包括非反馈输入端(非反相输入端)和反馈输入端(反相输入端)。
•输出端(Output):运算放大器的输出端是放大的信号输出端。
•开环增益(Open-loop Gain):运算放大器在无反馈情况下的增益。
•反馈(Feedback):将输出信号的一部分馈入到输入端的过程,用来控制运放的放大特性。
•共模电压(Common Mode Voltage):在运放的非反向和反向输入端之间的电压差。
•差模电压(Differential Mode Voltage):在运放的非反向和反向输入端之间的电压差。
•共模信号(Common Mode Signal):施加在运放输入端的电压信号。
•差模信号(Differential Mode Signal):施加在运放输入端的差分电压信号。
2. 输入和输出特性•输入偏置电压(Input Offset Voltage):在输入端没有任何输入信号时,输出电压不为零的电压差。
•输入偏置电流(Input Bias Current):在输入端没有任何输入信号时,进入输入端的漏电流。
•输入失调电流(Input Offset Current):在输入端没有任何输入信号时,进入输入端的漏电流之间的差异。
•输入电压范围(Input Voltage Range):运算放大器正常工作的输入电压范围。
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什么是集成电路?什么是集成运算放大器?运算放大器符号
集成电路是指采用半导体或薄、厚膜工艺,用外延生长技术、光刻技术、氧化物掩蔽扩散技术把电路组件(指有源或无源组件以及相互连线),集中缩小在单晶片上,构成一个完整地具有一定功能地电路.集成电路具有体积小、组件连接线和外部焊点减少等特点,工作可靠,工作速度快,得到广泛应用.
集成运算放大器简称集成运放,是一个高增益,低漂移,带深度负反馈地直接耦合放大器.集成运放本身并不具备计算功能,只有在外部网络配合下才能实现运算.由于其性能优良,被广泛应用于运算、测量、控制、信号产生、处理和变换等各个领域中,集成运算放大器地一般符号用图所示符号表示.反相输入端用“”表示,同相输入端用“”表示,三角形地顶端是放大器地输出端.
图运算放大器地符号
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集成电路运算放大器
6.1集成电路运算放大器中的电流源
1.基本电流源
分压式射极偏置电路为基本电流源电路。
当三级管工作在放大区,由于射
极电流仅由两分压电阻决定,因此当负载发生变化(也即集电极电阻发生变化),输出电流(即集电极电流)保持不变,体现了恒流特性。
2.有源负载
由于电流源具有直流电阻小而交流电阻大的特点,因此在模拟集成电路中,常把它作为负载使用,称为有源负载。
3.电流源的应用
(1)为集成运放各级提供稳定的偏置电流;
(2)作为各放大级的有源负载,提高电压增益。
6.2差分式放大电路
主要作用:作为多级放大电路的输入级,抑制零点漂移。