集成运算放大电路组成

1．2 集成运放的基本构成和表示符号1．2．1集成运放的基本构成集成运放是以双端为输入，单端对地为输出的直接耦合型高增益放大器，是一种模拟集成电子器件。

集成运放内部电路包括四个基本组成环节，分别是：输入级、中间级、输出级和各级的偏置电路。

对于高性能、高精度等特殊集成运放，还要增加有关部分的单元电路。

例如：温度控制电路、温度补偿电路、内部补偿电路、过流或过热保护电路、限流电路、稳压电路等。

图1—2—l所示为集成运放内部电路方框图。

由于三极管容易制造，且它在硅片上占的面积小，所以集成运放内部电路大量采用三极管代替其他元件，如用三极管代替二极管，用有源负载代替电阻负载等。

由于三极管是在相同的工艺条件下同时制造的，同一硅片上的对管特性比较相近，易获得良好的对称特性，且在同一温度场，易获得良好的温度补偿，具有很好的温度稳定性。

在集成电路中，各元件易于集成的顺序是：三极管、二极管、小的电阻、小的电容等，对于大的电阻或大的电容、电感等难以集成，可采用外接的方法。

在集成电路中，不能直接集成电感元件，如在集成电路内部需要电感时，可用其他元件(如：三极管、电阻、电容等)模拟出电感元件1，输入级为了提高集成运放的输入电阻、减小失调电压和偏置电流、提高差模和共模输入电压范围等性能，集成运放的输入级的差动输入放大电路，常采用超揖管、达林顿复合管、串联互补复合管、场效应管等。

为了获得较高的增益，减少内部电路的补偿要求，在差动输入放大级中，还采用有源负载或恒流源负载。

输入级的保护电路也是不可缺少的。

2，中间级集成运放的中间级常采用电平位移电路，将电平移动到地电平，其电路多采用恒流源、横向PNP管、稳压管、正向二极管链、电阻降压电路等。

从双端变单端的变换，常采用并联电压负反馈、有源负载、电流负反馈、PNP管等方法。

为了提高共模抑制能力、提高差模增益和提供稳定的内部工作电流，实际电路中广泛采用各种恒流源电路，如稳压管恒流源、镜像恒流源、多集电极恒流源、场效应管恒流源等。

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。

集成运算放大电路组成以集成运算放大电路组成为标题，我们来探讨一下这个话题。

集成运算放大电路（Operational Amplifier，简称Op-Amp）是一种常见的电子器件，广泛应用于各种电子设备中。

它由多个晶体管和电阻等元件组成，具有高增益、低失真等特点，是现代电子电路中不可或缺的一部分。

集成运算放大电路主要由四个部分组成：输入端、输出端、电源端和反馈回路。

输入端通常有两个，一个是非反相输入端（+），另一个是反相输入端（-）。

输出端则是通过一个输出电阻连接到负载上。

电源端则提供电源电压，一般为正负对称的直流电压。

反馈回路则是将部分输出信号再次输入到输入端，起到控制和调节输出信号的作用。

集成运算放大电路的工作原理是将输入信号经过放大后输出。

当输入信号经过非反相输入端时，输出信号与输入信号同相；当输入信号经过反相输入端时，输出信号与输入信号反相。

通过调节反馈回路中的电阻、电容等元件，可以实现对输出信号的放大或衰减，从而达到不同的电路功能。

集成运算放大电路有很多种不同的配置方式，常见的有反相放大器、非反相放大器、比较器、积分器等。

下面我们分别来介绍一下这几种典型的配置方式。

首先是反相放大器。

反相放大器的输入信号通过反相输入端进入，经过放大后从输出端输出，输出信号与输入信号相反。

反相放大器的放大倍数由反馈电阻和输入电阻决定，可以通过调节这两个电阻的比例来改变放大倍数。

接下来是非反相放大器。

非反相放大器与反相放大器相反，输入信号通过非反相输入端进入，经过放大后从输出端输出，输出信号与输入信号同相。

非反相放大器的放大倍数也由反馈电阻和输入电阻决定，可以通过调节这两个电阻的比例来改变放大倍数。

比较器是另一种常见的集成运算放大电路配置方式。

比较器通常用于判断输入信号的大小关系，并输出相应的逻辑电平。

当输入信号大于某个阈值时，输出为高电平；当输入信号小于阈值时，输出为低电平。

比较器的阈值可以通过调节电阻、电容等元件来改变。