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第四章集成运算放大器解析

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第4章集成运算放大器电路2ppt解读

第4章集成运算放大器电路2ppt解读

3.电路的动态分析
(1)加入差模信号
设： vi1=-vi2 =vid/2，vic=0。
Re对差模信号相当于短路
设vi1 ,vi2 ib1 ,ib2 ie1 ,ie2 ie1 = - ie2 IRe不变 VE不变
其等效电路为：
因为vi1 =- vi2
duo SR dt
max
6.5 特殊集成运算放大器
为满足实际使用中对集成运放性能的特殊要求， 除性能指标比较适中的通用型运放外，还有适应不 同需要的专用型集成运放。它们在某些技术指标上 比较突出。 根据运算放大器的技术指标可以对其进行分类， 主要有通用、高速、宽带、高精度、高输入电阻和 低功耗等几种。
3. 差模信号与共模信号
差模信号：vid = vi1 vi2
1 共模信号： vic = (vi1 vi2 ) 2
差模电压增益 共模电压增益 总输出电压
vod AVD = vid voc AVC = vic
vo = vod voc AVDvid AVCvic
4. 共模抑制比
K CMR
I IO 0.4 ~ 0.8 nA d I IO 8 ~ 12 pA/ C dT
三.高输入阻抗型
用于测量设备及采样保持电路中。 例如： AD549
I I B 0.040 p A
CF155/255/355
Rid 1013
I I B 30 p A
Rid 1012
四.低功耗型
二. 几个基本概念
1. 差动放大电路一般有两 个输入端： 双端输入——从两输入端同 时加信号。 单端输入——仅从一个输入 端对地加信号。 2. 差分放大电路可以有两个输 出端，一个是集电极C1，另一个 是集电极C2。 双端输出——从C1 和C2输出。 单端输出——从C1或C2 对地输出。

第4章-掌握集成运算放大器ppt课件(全)全篇

第4章-掌握集成运算放大器ppt课件(全)全篇

2 B
B1 B2
☆ 输入偏置电流IB是衡量差动管输入电流绝对值大小的标志
4.1.3 集成运放大器的主要参数
1. 输入误差特性
➢ 输入失调电流IOS
定义：零输入时，两输入偏置电流IB1、IB2之差称为输入失调电流， 即IOS =|IB1IB2|。
IOS反映了输入级差动管输入电流的对称性，一般希望IOS越小越好。 普通运放的IOS约为1nA0.1A。
✓UIO = 0、IIO = 0、 UIO = IIO = 0；
✓输入偏置电流 IIB = 0； ✓- 3 dB 带宽 fH = ∞ ，等等
4.1.4 集成运放的理想化模型
2. 理想运放的工作特性
理想运放的电压传输特性如图10-5所示。它分为线性区和非线
性区。
➢线性区
当理想运放工作于线性区时，VO=Ad(VPVN)， 而Ad，因此VP VN) =0、VP=VN，又由输入电阻 Rid可知，流进运放同相输入端和反相输入端的
uO
+UOP
P
理想特 性
电流IP、IN为IP = IN =0；可见，当理想运放工作于线 性区时，同相输入端与反相输入端的电位相等，流 进同相输入端和反相输入端的电流为0。 IP = IN =0就 是VP和VN两个电位点短路，但是由于没有电流， 所以称为虚短路，简称虚短；而IP = IN =0表示流过 电流IP 、 IN的电路断开了，但是实际上没有断开， 所以称为虚断路，简称虚断。
4.1.3 集成运放大器的主要参数
2. 开环差模特性参数
➢-3dB带宽
定义：输入正弦小信号时， Aod是频率的函数，随着频率的增 加而下降。当下降3dB时所对应的信号频率称为-3dB带宽。一般运 放的-3dB带宽为几Hz几kHz，宽带运放可达到几MHz。

第4章-集成运算放大器电路PPT课件

第4章-集成运算放大器电路PPT课件

.
22
模拟电子技术基础
此式表明，当Ir和所需要的小电流一定时，可计算
出所需的电阻R2。例如，已知Ir=1mA,要求IC2=10μA时，
则R2为
R21 20 6 1 1 0 06 3ln11000 10k2
如果VCC=15V，要使Ir=1mA,则Rr≈15kΩ。
由此可见，要得到10μA的电流，在VCC=15V时，采 用微电流电流源电路，所需的总电阻不超过27kΩ。如 果采用镜像电流源，则电阻Rr要大到1.5MΩ。
模拟电子技术基础
第四章
集成运算放大器 电路
.
1
本章重点：
➢集成运放的组成原理 ➢镜像电流源电路 ➢比例电流源电路
本章难点：
➢电流源电路的分析
模拟电子技术基础
.
2
模拟电子技术基础
4.1 集成运算放大器的概述 4.2 电流源电路 4.3 集成运放电路举例
.
3
模拟电子技术基础
4.1 集成运算放大器的概述
Rb
βib
rbe1
rce1 rce2
RL
A .u1(rcR 1e b / r /crb 2 e1 /eR /L)R b1 R rL b1e
.
30
模拟电子技术基础
有源负载差分放大电路
T3
T4
+
T1
T2
ui -
-VEE
+VCC RL
iC 3 iC 4 iC1 iC 2 iC 3 iC1 iO iC 4 iC 2 2iC1
电压与输出电压之间的相位关系。
uP
uN
Aod
uO
反相输入端
电压传输特性 uOf(uPuN)

第04章 集成运算放大电路题解

第04章 集成运算放大电路题解

第四章集成运算放大电路自测题一、选择合适答案填入空内。

（1）集成运放电路采用直接耦合方式是因为。

A．可获得很大的放大倍数B. 可使温漂小C．集成工艺难于制造大容量电容（2）通用型集成运放适用于放大。

A．高频信号B.低频信号C.任何频率信号（3）集成运放制造工艺使得同类半导体管的。

A.指标参数准确B.参数不受温度影响C．参数一致性好（4）集成运放的输入级采用差分放大电路是因为可以。

A．减小温漂B. 增大放大倍数C. 提高输入电阻（5）为增大电压放大倍数，集成运放的中间级多采用。

A．共射放大电路B.共集放大电路C．共基放大电路解：（1）C （2）B （3）C （4）A （5）A二、判断下列说法是否正确，用“√”或“×”表示判断结果填入括号内。

（1）运放的输入失调电压U I O 是两输入端电位之差。

( ) （2）运放的输入失调电流I I O 是两端电流之差。

( ) （3）运放的共模抑制比cdCMR A A K =( ) （4）有源负载可以增大放大电路的输出电流。

( )（5）在输入信号作用时，偏置电路改变了各放大管的动态电流。

( ) 解：（1）× （2）√ （3）√ （4）√ （5）× 三、电路如图T4.3所示，已知β1=β2=β3=100。

各管的U B E 均为0.7V ，试求I C 2的值。

图T4.3解：分析估算如下： 100BE1BE2CC =--=RU U V I R μ AβCC B1C0B2C0E1E2CC1C0I I I I I I I I I I I I R +=+=+====1001C =≈⋅+=R R I I I ββμA四、电路如图T4.4所示。

图T4.4（1）说明电路是几级放大电路，各级分别是哪种形式的放大电路（共射、共集、差放……）；（2）分别说明各级采用了哪些措施来改善其性能指标（如增大放大倍数、输入电阻……）。

解：（1）三级放大电路，第一级为共集-共基双端输入单端输出差分放大电路，第二级是共射放大电路，第三级是互补输出级。

模电课件第四章集成运算放大电路

模电课件第四章集成运算放大电路
第四章 集成运算放大电路
§4.1集成运算放大电路概述 一、集成运放的电路结构特点
集成运算放大电路：高电压放大倍数的直接耦合多级放大电路。
2019/7/28
模电课件
二、集成运放的电路组成
1、输入级：运算放大器的输入级通常是差分放大电路，其主 要功能是抑制共模干扰和温漂，双极型运放中差分管通常采 用CC-CB复合管，以便拓展通频带。 2、中间级：电压放大，要求：放大倍数要尽可能大，通常采 用共201射9/7/2或8 共源电路，并采用恒模电流课源件 负载和复合管以增加电压 放大倍数。
工作在放大状态。
当T0与 T1特性参数完全一致时，由U BE0 = U BE1可推得
IB0 = IB1 = IB IC0 = IC1 = Io 由基极输入回路得，
Io
IR
VCC
U BE R
I0 2IB

I0

2

I0

所以，I0

1 1 2
IR
基准电流
输出电流

当
时，I0 IR 。
在集成运放电路中通常只能制作小容量（几十pF）电容，不能 制作大201容9/7/量28 电解电容，级间通常模采电课用件 直接耦合。
四、以电流源为有源负载的放大电路
在集成运放的共射（共源）放大电路中，为了提高电压放大 倍数，常用电流源电路取代Rc （或Rd ），这样在电源电压不 变的情况下，既获得合适的静态电流，又可以得到很大的等效 的Rc（或 Rd ）。
（1） 运放电路的结构分解 输入级是一个差动放大电路，主要由T1、T3（共集-共基组合）
和T2、T4组成。中间放大级由T16、T17、T13组成共集—共射电路； 输出级由T14、T18 、 T19组成互补输出电路。

集成运算放大器的应用基础知识讲解

集成运算放大器的应用基础知识讲解

Auf
uo ui
RF R1
if RF
当 RF R1 时，uo ui ， 即 Auf 1 ，该电路就成了反
ui R1 i1 Rp
Δ
∞
－ +
uo
相器。
+
图中电阻 Rp 称为平衡 电 阻， 通 常取 Rp R1 // RF ， 以
保证其输入端的电阻平衡，从
而提高差动电路的对称性。
图示电路既能提高输入电阻，也能满足一定放大倍数的要求。 根据运放工作在线性区的虚短和虚断两条分析依据，可以推出 图4-2所示电路的闭环电压放大倍数为：
R2
R1
R1
∞
－
R3
A1 +
Δ Δ
R2
∞
－
ui1
+
uo1
R4
A2 +
uo
ui1
+
解：电路由第一级的同相比例运算电路和第二级的减法运
算电路级联而成。
uo1
1
R2 R1
ui1
uo
R1 R2
uo1
1
R1 R2
ui2
R1 R2
1
R2 R1
ui1
1
R1 R2
ui2
1
R1 R2
ui2
ui1
图6.1 集成运放的传输特性
• 理想运放工作在非线性区时，由于 rid=ric=∞，而输入电压总是有限值，所以不 论输入电压是差模信号还是共模信号，两个 输入端的电流均为无穷小，即仍满足“虚断” 条件：
• i+=i-≈0
• 为使运放工作在非线性区，一般使运放 工作在开环状态，也可外加正反馈。

第四章集成运算放大器

第四章集成运算放大器

第四章 集成运算放大电路
第一节 概述
2. 集成运放非线性工作（饱和状态）的特点
• （1） 当 u+ ＞u－时：uo = + UO(sat)
• （等2，）即集“成虚当运短u放+”＜两的u个－结时输论：入不端u一o电=定－压成Uu立O+与(s。atu)－不一定相 • （3）集成运放输入电流仍等于零。尽管两个输入
dui dt
▲平衡电阻:
Rf
ui
+ uC－ if
i1 C u－
－
△
∞ +
uo
R2 u+ +
(a) 电路
ui
Ui
0
uo
0
t
t
(b) 波形
R2 = Rf
第四章 集成运算放大电路
第二节 模拟信号的运算电路
上述的基本微分电路存在如下的缺点： ①输出端可能出现输出噪声淹没微分信号的现象；
②由于电路中的反馈网络构成的 RFC 滞后环节，它与集成运算放大
第四章 集成运算放大电路
第一节 概述
• 集成运算放大器基本内部组成可分为输入 级、中间级、输出级和偏置电路四个基本 组成部分。
第四章 集成运算放大电路
第一节 概述
• 1．输入级 • 采用差分放大电路构成。具有对称性好、输入电阻高、可以有效
减小零点漂移、抑制干扰信号等优点，因此可以有效放大有用信 号。 • 2．中间级 • 为整个电路提供足够大的电压放大倍数。一般采用共射级放大电 路，集电极电阻用晶体管恒流源代替，恒流源的动态电阻很大， 可以获得较高的电压放大倍数。 • 3．输出级 • 输出级与负载连接，主要作用是提供足够的输出功率（即足够大 的电流和电压）以满足负载的需要。要求其输出电阻低，带负载 能力强。一般由射级输出器或互补对称电路构成。 • 4．偏置电路 • 为整个电路提供稳定的和合适的偏置电流。偏置电路是由各种恒 流源电路组成。还有过载保护电路，可以防止输出电流过大时将 运放烧坏。

运放电路解析及设计

运放电路解析及设计

第四章 集成运算放大器及信号处理电路
4.2.3
差分比例运算电路
在图 4.2.3 中，输入电压 uI 和分别加在集成运放的反 相输入端和同相输入端，输出端通过反馈电阻RF接 回到反相输入端。为了保证运放两个输入端对地的 电阻平衡，同时为了避免降低共模抑制比，通常要 求： ' 在理想条件下，由于“虚 R1 = R1 断”， i+ ＝ i- ＝ 0 ，利用叠加 RF 定理可求得反相输入端的电 R1 uI i位为 uI
第四章 集成运算放大器及信号处理电路
第 4章
集成运算放大器及信号处理电路
4.1 集成运算放大器的基本概念 4.2 集成运算放大器的线性应用
4.3 滤波的概念和基本滤波电路
4.4 电压比较电路
退出
第四章 集成运算放大器及信号处理电路
4.1
运算放大器的基本概念
4.1.1 运算放大器的指标 4.1.2 运算放大器在线性状态下的工作
2）理想集成运放的输入电流等于零
由于理想集成运放的差模输入电阻rid＝∞，因此 在其两个输入端均没有电流，
即
i+ = i− = 0
(4.1.3)
此时，运放的同相输入端和反相输入端的电流都等于零，如 同该两点被断开了一样，这种现象称为“虚断”。
“虚短”和“虚断”是理想运放工作在线性区 时的两个重要结论。这两个重要结论常常作为今后 分析许多运放应用电路的出发点，因此必须牢牢记 住并掌握。
u− = u+ = uI
uo − u − u o − u I iF = = RF RF
u− u I i1 = = R1 R1
第四章 集成运算放大器及信号处理电路
又因为i1 = i ，所以得 F

集成运算放大器及其应用.ppt

集成运算放大器及其应用.ppt
VC↘ IB↘ IC↘
T
RF是反馈电阻
通过RF实现了直流负反馈。
RF
Ii U + i U S
RS +
+T I b U be RL
+
If Ic
U o
RF C1 + RS uS + -
+UCC
RC
T
C2 +
用瞬时极性法判 断正负反馈？
ui
RL
uo
RF
Ii U + i U S
X i
A
X o
X X i + × d - Xf
A
F
X o
无负反馈的放大电路， 仅包含基本放大电路A， A可以是单级的或多级的。
：输入信号 X i ：输出信号 X
o
带负反馈的放大电路， 不仅包含基本放大电路A， 还包含反馈电路F， F多数由电阻元件组成。 注意：
：反馈信号 X f ：差值信号或净输入信号 X
+T I b U be RL
+
If Ic
从放大电路的输入端 看：反馈电流与输入电流 并联，所以为并联反馈。
U o
从放大电路的输出端看：
U U U o o be I f RF RF
反馈电流取自输出电压，所以为电压反馈。 电压反 馈具有稳定输出电压的作用。 Uo↘ Uo↗ I f↘ Ib↗ Ic↗ 并联电压负反馈。
d
这里的各信号 可以是电压 也可以是电流 X X X d i f
若X d X i X f
（三者同相位）
则X d X i
反馈信号削弱了净输入信号，所以为负反馈。

第四章 集成运算放大电路

第四章 集成运算放大电路

2. 最大输出电压 op-p 最大输出电压U
Uo / V － 10 Uid ＋ ∞ ＋
－0.4
－0.2 －0.1
0 0.1 0.2 0.3 0.4 Uid / mV
－0.3
－10 线性区
集成运放的传输特性
3. 差模输入电阻 id 差模输入电阻r rid的大小反映了集成运放输入端向差模输入信号 源索取电流的大小。要求rid愈大愈好, 一般集成运放 rid为几百千欧至几兆欧, 故输入级常采用场效应管来 提高输入电阻rid。 F007的rid=2 M 。认为理想集成运 放的rid为无穷大。
动态时，加入差模信号uid，根据差分放大电路的特点， T1 管的集电极电流在静态电流IC1的基础上增加了∆iC1，T2管的集 电极电流在静态电流IC2的基础上减小了∆iC2，∆iC1=-∆iC2。 由于 iC4 和 iC1 是 镜 像 关 系 ， ∆iC4=∆iC1 ， 因 此 ∆io=∆iC4-∆iC2=∆iC1-(∆iC1)=2∆iC1。 可见这个电流值是单端输出电流的两倍， 即等于 差分放大电路双端输出时的电流值。因此，用电流源作为差分 放大电路的有源负载，可将双端输出信号“无损失”地转换成 单端输出信号。
若电路中有共模信号输入，T3 管和T4 管的集电极电流相等 (忽略T7管的基极电流)，T3管和T5管的集电极电流相等，又由于 R1=R3，因此T6管的集电极电流和T5管的集电极电流相等， 如此 推来，T6管和T4管的集电极电流相等，而T16管的基极电流为T4 管和T6管的集电极电流之差，所以T16管的基极电流近似为零， 可见共模信号输出为零，电路具有较高的抑制共模信号的能力。
2. 偏置电路 偏置电路由T8~T13、电阻R4和R5组成。其中T10、T11、 T12 和R4、R5构成主偏置电路，该电路中R5上的电流是F007偏置电 路的基准电流，由图可知

第四章集成运算放大电路

第四章集成运算放大电路

( R L // rce 2 // rce 4 )
rbe
若RL<<(rce1∥rce2)， 则
Au
RL
rbe
返回
4.3 集成运放电路简介
图4.3.1 F007电路原理图
图4.3.2 F007电路中的放大电路部分
1. 输入级 在输入级中，T1 、T3 和T2 、T4 组成共集-共基差分放大电 路， T5~T7和电阻R1~R3构成改进型电流源电路，作为差放的有
号变化速度的适应能力，是衡量运放在大幅值信号作用时工作
速度的参数，单位为V/μs。在实际工作中，输入信号的变化律
一定不要大于集成运放的SR。信号幅值越大、频率越高，要求 集成运放的SR就越大。
理想运算放大器
理想运放的技术指标
在分析集成运放的各种应用电路时，常常将集成运放看成 是理想运算放大器。所谓理想运放, 就是将集成运放的各项技术
图4.2.2 比例电流源
图4.2.3 微电流源
二、 改进型的镜像电流源(获得稳定输出的电流）
1. 加射极输出器的电流源
2. 威尔逊电流源
三、 多路电流源电路
IR IE0 I C1 I E1 IC 2 IE2 IC3 IE3 Re0 R e1 Re0 Re2 Re0 Re3 IR
IR I c1 V CC U R
BE
2
IR IR
2. 比例电流源
IR V cc U
BE 0
3. 微电流源
Re0 R e1 IR
I C1 I E1 U BE 0 U BE 1 Re
IC1 UT Re 1n IR IC1
R Re0
, I c1

23124-第4单元-集成运算放大器

23124-第4单元-集成运算放大器

• 由于运算放大器的输入级是差分放大电路， 而它的中间级和末级只是把差分放大电路 输出的信号进行放大，故它的输入、输出 电压的关系和差分放大电路相同，即 uo=K(u2−u1)
• 式中，u2——运算放大器同相信号输入端 电压。 • u1——运算放大器反相信号输入端电压。
• 由此可见，输出电压uo和同相输入端电压 u2及反相输入端电压u1之差成正比。 • K为比例系数，就是电压放大倍数。
② 通用Ⅱ型中增益运放。
• dIos约为5～20nA/℃。
③ 低漂移运放。
• dIos约为100pA/℃。
6．输入失调电压温漂dUos
• 在规定的工作温度范围内，Uos随温度的 平均变化率，即dUos=Uos/T，一般为1～ 50V/℃，高质量的低于0.5V /℃。
• 由于该指标不像Uos可以通过调零进行补 偿，因此更为重要。
图4-3 集成运算放大器的典型电路
1．输入级
• 集成运算放大器的输入级，一般采用恒流 源的差分放大电路，有2个输入端。
（1）同相输入端
• 信号若从这一端输入，在输出端可得到与 输入端极性相同的同相信号。
（2）反相输入端
• 信号若从这一端输入，在输出端可得到与 输入端极性相反的反相信号。
• 信号可根据需要从某一端输入，也可同时 从2个端子作差分输入。
• 再根据使用特点确定运算放大器的指标 （差模电压放大倍数、输入电阻，共模抑 制比、失调电压温漂、失调电流温漂、最 大共模电压及最大差模电压等），根据主 要指标，从IC手册中选取相应的型号。
4.2 集成运算放大器的主要参数
4.2.1 开环特性参数
• 集成运算放大器的开环特性参数主要有以 下几个方面。
7．输入偏置电流IB

第四章差动与集成运算放大电路

第四章差动与集成运算放大电路

其中R′L=Rc∥(1/2RL)。这里R′L≠Rc∥RL，其原因是由于两 管对称，集电极电位的变化等值反相， 而与两集电极相连的
RL的中点电位不变，这点相当于交流地电位。因而对每个单管 来说， 负载电阻（输出端对地间的电阻）应是RL的一半，即
RL/2，而不是RL。
差动放大器对共模信号无放大，对差模信号有放大，这意 味着差动放大器是针对两输入端的输入信号之差来进行放大的，
第4章 差动放大电路与集成运算放大器
如图4.1.1（b）所示。不过，若采用图4.1.1（b）所示电路， 后级的集电极电位逐级高于前级的集电极电位，经过几级耦合 之后， 末级的集电极电位便会接近电源电压，这实际上也是限 制了放大器的级数。
所谓零点漂移，就是当输入信号为零时，输出信号不为零， 而是一个随时间漂移不定的信号。零点漂移简称为零漂。产生 零漂的原因有很多，如温度变化、电源电压波动、晶体管参数 变化等。其中温度变化是主要的，因此零漂也称为温漂。 在阻 容耦合放大器中，由于电容有隔直作用，因而零漂不会造成严 重影响。但是，在直接耦合放大器中，由于前级的零漂会被后 级放大，因而将会严重干扰正常信号的放大和传输。比如，图 4.1.1所示直接耦合电路中，输入信号为零时（即ΔUi=0），输 出端应有固定不变的直流电压Uo = UCE2。
所示。
第4章 差动放大电路与集成运算放大器
第4章 差动放大电路与集成运算放大器
由图4.1.4（a）可以看出，当差动放大器输入共模信号时， 由于电路对称，其输出端的电位Uc1和Uc2的变化也是大小相等、 极性相同，因而输出电压Uoc保持为零。可见，在理想情况下 （电路完全对称），差动放大器在输入共模信号时不产生输出 电压，也就是说，理想差动放大器的共模电压放大倍数为零， 或者说，差动放大器对共模信号没有放大作用，而是有抑制作 用。实际上，上述差动放大器对零漂的抑制作用就是它抑制共 模信号的结果。因为当温度升高时，两个晶体管的电流都要增 大，这相当于在两个输入端加上了大小相等、 极性相同的共模 信号。换句话说，产生零漂的因素可以等效为输入端的共模信 号。显然，Ac越小，对零漂的抑制作用越强。

第四章 集成运算放大电路

第四章 集成运算放大电路

（输出级偏臵的一部分；中间级的有源负载。）
34
§4-3．集成运放电路简介
F007简介 输入级
T1—T4：CC-CB差动放大
偏置电路
各部分的作用： 1.输入级：KCMR↑，Ri↑，IQ↓， 一般采用双端输入的差放电路。
5
§4-1．集成运算放大电路概述
三、集成运放的电压传输特性
集成运放符号： 电压传输特性：
uo f (uP uN )
同(反)相输入端是指运放的输入电 压与输出电压的相位关系。 可以认为集成运放是双端输入、单 端输出的差放电路。
10
集成运算放大器的符号和基本特点
3. 理想运放工作在线性区的两个特点 证：uo = Aud (u+ – u–) = Aud uid u+ – u– = uo/Aud 0 2) i+ i– 0 (虚断) 证： i+ = uid / Rid 0 同理 i – 0 1) u+ u–(虚短)
32
§4-3．集成运放电路简介
33
§4-3．集成运放电路简介
F007简介 偏臵电路 T12、R5、T11：主偏臵—R5中电流为基准电流
Im 2VCC U EB12 U BE11 0.73mA R5
T10、T11：微电流源
T8、T9：镜像电流源
T12、T13：镜像电流源
（输入级偏臵）
21
IR
Re2的作用：增大IE2，提高β。
§4-2．集成运放中的电流源电路
二、改进型电流源电路 2.威尔逊电流源 工作点稳定，输出电阻大。
I C2
2 (1 2 )IR IR 2 2
22
§4-2．集成运放中的电流源电路

第4章集成运算放大器习题解答

第4章集成运算放大器习题解答

第4章集成运算放⼤器习题解答第四章习题参考答案4-1 什么叫“虚短”和“虚断”？答虚短：由于理想集成运放的开环电压放⼤倍数⽆穷⼤，使得两输⼊端之间的电压近似相等，即-+≈u u 。

虚断：由于理想集成运放的开环输⼊电阻⽆穷⼤，流⼊理想集成运放的两个输⼊端的电流近似等于零，即0≈=-+i i 。

4-2 理想运放⼯作在线性区和⾮线性区时各有什么特点？分析⽅法有何不同？答理想运放⼯作在线性区，通常输出与输⼊之间引⼊深度负反馈，输⼊电压与输出电压成线性关系，且这种线性关系只取决于外部电路的连接，⽽与运放本⾝的参数没有直接关系。

此时，利⽤运放“虚短”和“虚断”的特点分析电路。

理想运放⼯作在⾮线性去（饱和区），放⼤器通常处于开环状态，两个输⼊端之间只要有很⼩的差值电压，输出电压就接近正、负电压饱和值，此时，运放仍具有“虚断”的特点。

4-3 要使运算放⼤器⼯作在线性区，为什么通常要引⼊负反馈？答由于理想运放开环电压放⼤倍数∞=uo A ，只有引⼊深度负反馈，才能使闭环电压放⼤倍数FA 1u =，保证输出电压与输⼊电压成线性关系，即运放⼯作在线性区。

4-4 已知F007运算放⼤器的开环放⼤倍数dB A uo 100=，差模输⼊电阻Ω=M r id 2，最⼤输出电压V U sat o 12)(±=。

为了保证⼯作在线性区，试求：（1）+u 和-u 的最⼤允许值；（2）输⼊端电流的最⼤允许值。

解（1）由运放的传输特性5o uo 1012===++u u u A 则V 102.1101245--+?===u u（2）输⼊端电流的最⼤允许值为A 106102102.11164id --+?=??==r u I 4-5 图4-29所⽰电路，设集成运放为理想元件。

试计算电路的输出电压o u 和平衡电阻R 的值。

解由图根据“虚地”特点可得0==+-u u图中各电流为601.01--=u i 305.02---=u i 180o f u u i -=- 由“虚断”得f 21i i i =+以上⼏式联⽴，可得V 7.2o =u平衡电阻为Ω==k R 18180//60//30图4-29 题4-5图4-6 图4-30所⽰是⼀个电压放⼤倍数连续可调的电路，试问电压放⼤倍数uf A 的可调范围是多少？图4-30 题4-6图解设滑线变阻器P R 被分为x R 和x P R R -上下两部分。

第四章 集成运算放大器各种运用

第四章 集成运算放大器各种运用

的R1对应于当具用有R1内+R阻s代Rs替的，信为号了源不，使上电面压公增式益中 受Rs的太大影响，R1应该取大一些。但为了 保运证 放输 的入 内电 阻流，远对大于于通偏用置型电运流放，，RR11应 不宜远小超于过 数十千欧，反馈电阻RF越大则电压增益越大， 但要求反馈电流也应远大于偏置电流，所以 RF也不能取得过大，通常不宜超过兆欧。因 此，当Rs达到数千欧时，这个电路难以获得 高增益。另外，反相放大器是并联负反馈电
集成运放的基本组成
右图是运算放大器
的电路符号。它有两个 输入端和一个输出端。 反相输入端标“-”号， 同相输入端标“+”号。 输出电压与反相输入电 压相位相反，与同相输 入电压相位相同。此外 还有两个端分别接正、 负电源，有些集成运放 还有调零端和相位补偿 端。在电路中不画出。
二. 集成运算放大器的使用
由于集成运放具有性能稳定、可靠性高、寿命 长、体积小、重量轻、耗电量少等优点得到了广泛 应用。可完成放大、振荡、调制、解调及模拟信号 的各种运算和脉冲信号的产生等。
本章将介绍集成运放的基本知识、基本电路及 其主要应用。
主要内容
第一节 运算放大器的基本知识 第二节 运算放大器的基本电路 第三节 运算放大器的应用
因Ii=0，故i1≈if，因此 又因u+≈u-，因此
uo与ui之间的比例 关系也与运放本身
的参数无关，电路
精度和稳定度都很 高。KF为正表示uo 与ui同相，并且KF 总是大于或等于1， 这一点与反相放大 器不同。
当RF=0时KF=1，电路就变成电压 跟随器。
同相放大器实际上是一个电压串 联负反馈放大器，因此其输入阻抗高、 输出阻抗低，而且增益不受信号源内 阻的影响。该电路的不足是其共模抑 制比CMRR不太大。
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电子电路基础习题册答案（第三版）全国中等职业技术第四章集成运算放大器2012-01-22 14:15:52| 分类：电子电路习题交流| 标签：|字号大中小订阅全国中等职业技术（电子类）专业通用教材、第四章一、二、三、四、五节习题答案第四章集成运算放大器的应用§4-1 集成运放的主要参数和工作点1、理想集成运放的开环差模电压放大倍数为Aud=∞，共模抑制比为K CMR= ∞，开环差模输入电阻为ri= ∞，差模输出电阻为r0=0 ，频带宽度为Fbw=∞。

2、集成运放根据用途不同，可分为通用型、高输入阻抗型、高精度型和低功耗型等。

3、集成运放的应用主要分为线性区和非线性区在分析电路工作原理时，都可以当作理想运放对待。

4、集成运放在线性应用时工作在负反馈状态，这时输出电压与差模输入电压满足关系；在非线性应用时工作在开环或正反馈状态，这时输出电压只有两种情况；+U0m 或-U0m 。

5、理想集成运放工作在线性区的两个特点：（1）up=uN ，净输入电压为零这一特性成为虚短，（2）ip=iN，净输入电流为零这一特性称为虚断。

6、在图4-1-1理想运放中，设Ui=25v,R=1.5KΩ，U0=-0.67V,则流过二极管的电流为10 mA ，二极管正向压降为0.67 v。

7、在图4-1-2所示电路中，集成运放是理想的，稳压管的稳压值为7.5V，Rf=2R1则U0=-15 V。

二、判断题1、反相输入比例运算放大器是电压串联负反馈。

（×）2、同相输入比例运算放大器是电压并联正反馈。

（×）3、同相输入比例运算放大器的闭环电压放大倍数一定大于或等于1。

（√）4、电压比较器“虚断”的概念不再成立，“虚短”的概念依然成立。

（√）5、理想集成运放线性应用时，其输入端存在着“虚断”和“虚短”的特点。

（√）6、反相输入比例运算器中，当Rf=R1，它就成了跟随器。

（×）7、同相输入比例运算器中，当Rf=∞，R1=0，它就成了跟随器。

（×）三、选择题1、反比例运算电路的反馈类型是（B ）。

A.电压串联负反馈B.电压并联负反馈C.电流串联负反馈2、通向比例运算电路的反馈类型是（A ）。

A.电压串联负反馈B.电压并联负反馈C.电压串联正反馈3、在图4-1-3所示电路中，设集成运放是理想的，则电路存在如下关系（B ）。

A.uN=0B.un=uiC.up=ui-i1R24、图4-1-4所示的集成运算放大电路中，输出电压u0等于（A ）。

A.3uiB.-2uiC.-3uiD.2ui5、图4-1-5所示的集成运算放大电路中，输出电压u0等于（B ）。

A.-uiB. uiC.3uiD.-2ui帝豪EC718重金打造车行之间Cry Cry(Ballad Ver.)电子电路基础习题册答案（第三版）全国中等职业技术第四章集成运算放大器2012-01-22 14:15:52| 分类：电子电路习题交流| 标签：|字号大中小订阅全国中等职业技术（电子类）专业通用教材、第四章一、二、三、四、五节习题答案第四章集成运算放大器的应用§4-1 集成运放的主要参数和工作点1、理想集成运放的开环差模电压放大倍数为Aud=∞，共模抑制比为K CMR= ∞，开环差模输入电阻为ri= ∞，差模输出电阻为r0=0 ，频带宽度为Fbw=∞。

2、集成运放根据用途不同，可分为通用型、高输入阻抗型、高精度型和低功耗型等。

3、集成运放的应用主要分为线性区和非线性区在分析电路工作原理时，都可以当作理想运放对待。

4、集成运放在线性应用时工作在负反馈状态，这时输出电压与差模输入电压满足关系；在非线性应用时工作在开环或正反馈状态，这时输出电压只有两种情况；+U0m 或-U0m 。

5、理想集成运放工作在线性区的两个特点：（1）up=uN ，净输入电压为零这一特性成为虚短，（2）ip=iN，净输入电流为零这一特性称为虚断。

6、在图4-1-1理想运放中，设Ui=25v,R=1.5KΩ，U0=-0.67V,则流过二极管的电流为10 mA ，二极管正向压降为0.67 v。

7、在图4-1-2所示电路中，集成运放是理想的，稳压管的稳压值为7.5V，Rf=2R1则U0=-15 V。

二、判断题1、反相输入比例运算放大器是电压串联负反馈。

（×）2、同相输入比例运算放大器是电压并联正反馈。

（×）3、同相输入比例运算放大器的闭环电压放大倍数一定大于或等于1。

（√）4、电压比较器“虚断”的概念不再成立，“虚短”的概念依然成立。

（√）5、理想集成运放线性应用时，其输入端存在着“虚断”和“虚短”的特点。

（√）6、反相输入比例运算器中，当Rf=R1，它就成了跟随器。

（×）7、同相输入比例运算器中，当Rf=∞，R1=0，它就成了跟随器。

（×）三、选择题1、反比例运算电路的反馈类型是（B ）。

A.电压串联负反馈B.电压并联负反馈C.电流串联负反馈2、通向比例运算电路的反馈类型是（A ）。

A.电压串联负反馈B.电压并联负反馈C.电压串联正反馈3、在图4-1-3所示电路中，设集成运放是理想的，则电路存在如下关系（B ）。

A.uN=0B.un=uiC.up=ui-i1R24、图4-1-4所示的集成运算放大电路中，输出电压u0等于（A ）。

A.3uiB.-2uiC.-3uiD.2ui5、图4-1-5所示的集成运算放大电路中，输出电压u0等于（B ）。

A.-uiB. uiC.3uiD.-2ui6、按工作状态呈现的特点，集成运放的应用有（C ）。

A.线性应用B.非线性应用C.线性应用和非线性应用7、电路如图4-1-6所示，电压表指示为5V，则被测电阻Rx的阻值为（A ）。

A.1/2R1B.2R1C.5R18、关于理想集成运放的错误叙述是（A ）。

A.输入阻抗为零，输出阻抗也为零B.输入信号为零时输出处于零电位C.开环放大倍数无穷大四、简答题理想集成运放具有哪些特性？答：1)开环差模电压放大倍数趋于无穷大AUd=∞；2）开环差模输入电阻也趋于无穷大ri=∞；3）输出电阻越接近于零越好r0=0；4）共模抑制比越大越好，表明对共模信号的抑制能力越强KCMR=∞；5）频带宽度越宽越好fBW=∞。

2、说明集成运放下列参数的意义：（1）开环差模电压放大倍数；（2）输入失调电压；（3）输入失调电流。

答：开环差模放大倍数Aud指集成运放在无反馈情况下的茶末电压放大倍数，一般为1×103~1×107（60~140dB）。

输入失调电压Uio指当输入信号为零时，为使输出电压也为零，在输入端所加的补偿电压值。

它反映集成运放输入差分放大部分参数的不对称程度，Uio越小越好，一般为毫伏级。

输入失调电流Ios 是指当输入信号为零时，运放的两个输入端的基极偏置电流之差，Ios=｜IB1-IB2｜，通常两个偏置电流之差Ios是很小的。

它反映了运放内部差动输入级两个晶体管β放大倍数的失配度。

3、简述理想集成运放工作在非线性区时的特点。

答：理想运放工作在非线性区时，ibanez为开环或电路引入了正反馈。

其特点是：（1）当up＞uN时，uo=+Uom当up＜uN时，uo=-Uom五、分析计算题1、由理想运放组成的电流放大器如图4-1-7所示，求：（1）指出反馈类型；（2）求If、IR、Io。

解：（1）本电路为电流并联负反馈属于反相放大器。

（2）反相放大器，据虚断特性净输入电流IN=0故If=Is（输入端）对输出端：2、在途4-1-8中，已知：R1=50KΩ，R2=33KΩ，R3=3KΩ，R4=2KΩ,Rf=100KΩ，求电压放大倍数。

解：解：图4-1-8为反相放大器。

同相输出端接地，故输入端为“虚地”点，即up=un=0；又根据“虚断”特性in=0，故有ii=if则：§4-2 信号运算电路1、集成运放有反相输入、同相输入和差分输入三种输入方式，这三种输入方式是各种信号运算电路的基础。

2、积分运算电路可将输入的方波变为负的三角波输出；微分运算电路当输入电压为矩形波时，则输出信号为负的线性波形。

二、判断题1、引入负反馈是集成运放线性应用的必要条件。

（√）2、只要改变集成运放的外部反馈元件和输入电路方式，就可获得各种运算电路。

（√）3、集成运放在线性工作状态时，反相输入电路的反相输入端可按“虚地”来处理。

（√）4、理想集成运放的差分输入形式是减法运算电路。

（√）三、选择题1、在图4-2-1所示电路中，Rf=3R，ui=3V，则输出电压uo为（D ）。

A.6VB.-6VC.9VD.-9V2、在图4-2-2所示电路中，从输出端经过R3引至集成运放反相端的反馈是( A )。

A.电压串联负反馈B.电压并联负反馈C.电流串联负反馈D.电流并联负反馈3、集成运放工作在线性状态时，在（B ）电路中，流过反馈电阻的电流等于各输入电流之和。

A.减法运算B.反相加法C.同相加法四、分析计算题1、图4-2-3所示的集成运放电路中，Rf=100KΩ，如要实现u0=ui1+0.2ui2，求R1、R2的值。

解：帝豪EC718重金打造车行之间Cry Cry(Ballad Ver.)电子电路基础习题册答案（第三版）全国中等职业技术第四章集成运算放大器2012-01-22 14:15:52| 分类：电子电路习题交流| 标签：|字号大中小订阅全国中等职业技术（电子类）专业通用教材、第四章一、二、三、四、五节习题答案第四章集成运算放大器的应用§4-1 集成运放的主要参数和工作点1、理想集成运放的开环差模电压放大倍数为Aud=∞，共模抑制比为K CMR= ∞，开环差模输入电阻为ri= ∞，差模输出电阻为r0=0 ，频带宽度为Fbw=∞。

2、集成运放根据用途不同，可分为通用型、高输入阻抗型、高精度型和低功耗型等。

3、集成运放的应用主要分为线性区和非线性区在分析电路工作原理时，都可以当作理想运放对待。

4、集成运放在线性应用时工作在负反馈状态，这时输出电压与差模输入电压满足关系；在非线性应用时工作在开环或正反馈状态，这时输出电压只有两种情况；+U0m 或-U0m 。

5、理想集成运放工作在线性区的两个特点：（1）up=uN ，净输入电压为零这一特性成为虚短，（2）ip=iN，净输入电流为零这一特性称为虚断。

6、在图4-1-1理想运放中，设Ui=25v,R=1.5KΩ，U0=-0.67V,则流过二极管的电流为10 mA ，二极管正向压降为0.67 v。

7、在图4-1-2所示电路中，集成运放是理想的，稳压管的稳压值为7.5V，Rf=2R1则U0=-15 V。

二、判断题1、反相输入比例运算放大器是电压串联负反馈。

（×）2、同相输入比例运算放大器是电压并联正反馈。