分离元件构成的简单集成运算放大器

集成运算放大器全解
集成运算放大器的基本概念
集成运放是具有高开环放大倍数并带有深度负反馈的多级直接耦合放大电路。


1. 集成电路的特点
(1)在集成电路工艺中还难于制造电感元件和大容量电容，因此采用直接耦合。

(2)运算放大器的输入级都采用差分放大电路，其特点是输入电阻
高、抗干扰能力强、零漂小。

(3)在集成运算放大器中往往用晶体管恒流源代替电阻。

(4)集成电路中的二极管都采用晶体管构成，把发射极、基极、集电极三者适当组配使用。

2. 集成运算放大器的符号、管脚

3. 集成运放的基本特性
理想化的条件：(1)开环电压放大倍数Ao → ∞(2)差模输入电阻 ri → ∞(3)开环输出电阻ro → 0
4. 集成运放的电压传输特性

5. 理想运放的分析特点
理想运放工作在非线性区的分析依据
集成运算放大器在信号运算方面的应用1.反相输入放大电路
2.同相输入放大电路

电压跟随器:

3. 加法运算电路
4.差分运算电路
例题:电路如图所示，试求出电路输出电压uo的值。

集成运算放大器在信号处理方面的应用
1. 有源滤波器
所谓滤波器，就是一种选频装置，它允许信号的一部分频率分量通过而抑制另一部分频率分量。


2. 电压比较器
在自动控制系统中，如果要对一个模拟信号与另一个模拟信号的大小进行比较。

按比较的结果来决定执行机构的动作，则需要用比较器来完成。

集成运算放大电路组成以集成运算放大电路组成为标题，我们将会探讨什么是集成运算放大电路，以及其组成和作用。

一、什么是集成运算放大电路？集成运算放大电路（Operational Amplifier，简称OP-AMP）是一种重要的电子元件，它是一种高增益电压放大器。

它具有两个输入端（非反相输入端和反相输入端）、一个输出端和一个电源端。

OP-AMP的输出和输入之间通过一组电阻、电容等元件连接。

通过选择不同的连接方式和元件参数，可以实现不同的功能。

二、集成运算放大电路的组成1. 差分放大器差分放大器是集成运算放大电路的基本组成部分，它由两个输入端（非反相输入端和反相输入端）和一个输出端组成。

差分放大器可以将输入信号的差值放大并输出，其增益可由外部电阻确定。

差分放大器的主要作用是实现信号的放大和增益控制。

2. 输入级输入级是集成运算放大电路的另一个重要组成部分，它负责对输入信号进行放大和滤波。

输入级通常由一个差分放大器和一个滤波电路组成。

滤波电路可以通过选择不同的电容和电阻值来实现不同的滤波效果，用于去除输入信号中的杂散噪声和干扰信号。

3. 输出级输出级是集成运算放大电路的输出部分，它负责将放大后的信号输出给外部电路。

输出级通常由一个电流源和一个输出电阻组成。

电流源用于提供稳定的输出电流，输出电阻则用于匹配负载电阻，以达到最大功率传递。

4. 反馈网络反馈网络是集成运算放大电路中非常重要的部分，它通过将一部分输出信号反馈到输入端，来控制输出信号的增益和稳定性。

反馈网络可以是正反馈或负反馈。

正反馈会增加电路的放大倍数，但也会引入不稳定因素；负反馈则可以提高电路的稳定性和线性度。

三、集成运算放大电路的作用1. 信号放大集成运算放大电路主要作用是将输入信号放大到所需的幅度。

通过选择合适的电阻和电容参数，可以控制放大倍数，从而满足不同的应用需求。

2. 滤波集成运算放大电路的输入级通常包含滤波电路，可以对输入信号进行滤波处理，去除杂散噪声和干扰信号，提高信号的纯净度和可靠性。

集成运算放大器什么是集成运算放大器？集成运算放大器（简称为“运放”）是一种高增益、高输入阻抗、低输出阻抗的电路器件。

它可以对输入信号进行放大、求和、减法、积分、微分和滤波等操作，因此在模拟电路中具有广泛的应用。

常用的集成运算放大器类型常用的集成运算放大器类型有若干种，下面介绍常用的几种类型。

1. 双运放双运放是在同一芯片上集成了两个独立的运放，它们共享电源和地线，但具有独立的输入和输出引脚。

而且，双运放的价格比两个单独的运放的价格要便宜，在一些应用中能够节省成本。

2. 四运放四运放是在同一芯片上集成了四个独立的运放，它们共享电源和地线，但具有独立的输入和输出引脚。

四运放可以实现多路信号处理、滤波、放大等功能，并具有更高的集成度和更小的尺寸。

3. 差分运放差分运放是一种仅有一对输入的运放，它的输出与两个输入端的差值成正比。

差分运放常用于模拟信号的放大、滤波、比较等应用场景。

4. 噪声取消运放噪声取消运放是一种特殊的差分运放，它可以通过特殊的布局和电路设计抵消输入信号中的共模噪声和交流噪声。

集成运算放大器的应用由于集成运算放大器在模拟电路中具有广泛的应用，因此在许多电子设备中都可以看到它们的身影。

下面列举几个常见的应用实例。

1. 电压跟随器电压跟随器是一种特殊的集成运放放大器，它的输出电压与输入电压完全相同。

它广泛用于多级放大器电路中，能够提高电路的输入阻抗，稳定电路的工作状态，并使信号传输更加精确和可靠。

2. 滤波电路集成运算放大器在滤波电路中起到关键作用。

利用其高增益、高输入阻抗以及差分运放的特性，可以设计出各种复杂的滤波电路，如低通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器、高通滤波器等。

3. 比较器比较器是一种将输入信号与参考电压进行比较后输出正弦波的器件。

利用集成运算放大器的高增益和差分运放的特性，可以设计出高精度、高稳定性、高速度的比较器电路，常用于电压比较、波形识别、开关控制等领域。

4. 稳压电源集成运算放大器可以应用于稳压电源的反馈回路中，通过对反馈信号进行处理，使输出电压稳定，而不受输入电压和负载变化的影响。

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。

用分立元件设计放大器教程一、功率放大器基本电路特点互补对称式OTL功率放大器基本电路如图①所示。

其中：C1为信号输入偶合元件，须注意极性应于实际电路中的电位状况保持一致。

R1和R2组成BG1的偏置电路，给BG1提供静态工作点，同时也在整个电路中起到直流负反馈作用。

要求通过R1的电流大于BG1的基极电流至少5倍，按照β为100、Ic1为2mA计算，R1应不大于6k，故给定为5.1k；C1因此也相应给定为22μ，它对20Hz信号的阻抗为362Ω；R2需根据电源采用的具体电压确定，约为R1（E/2-0.6）/0.6，按照32V电压值应取为约120K，确切值通过实际调试使BG1集电极电压为15.4V来得到。

C2与R3构成自举电路，要求R3×C2＞1/10、（R3＋R4）×Ic1＝E/2－1.2，因R4是BG1的交流负载电阻，应尽可能取大一点，R3一般取在1k之内。

按照32V电源电压值和Ic1为2mA 进行计算，R3与R4之和为7.2k，实际将R3给为820Ω、R4给为6.8k，Ic1则为1.94mA；C2因此可取给为220μ。

R5和D是BG2、BG3互补管的偏置电路元件，给BG2、BG3共同提供一个适当静态工作点，在能够消除交越失真情况下尽量取小值，根据实验结果一般取在3mA～4mA；改变R5阻值可使BG2与BG3的基极间电压降改变而实现对其静态工作的调整，与R5串联的D是为了补偿BG2、BG3发射结门坎电压随温度发生的变化，最好采用两只二极管串联起来补偿互补管发射结门坎电压随温度发生的变化，使互补管静态工作点稳定。

简化电路中省略使用一只二极管。

并联在BG2、BG3基极间的C4，可使动态工作时的ΔUAB减小，一般取为47μ；C3是防止BG1产生高频自激的交流负反馈电容，一般取为47P～200P。

BG1起电压放大作用，在该电路中被称为激励级，要求Buceo＞E、Iceo≤Ic1/400＝5μA、β＝100～200，所以应选用小功率低噪声三极管。

《集成运算放大器的分类和组成》摘要：集成运算放大器简称集成运放，是由多级直接耦合放大电路组成的高增益模拟集成电路。

它是一种高放大倍数、高输入电阻、低输出电阻、集成化了的直接耦合多级放大器。

它在自动控制、测量设备、计算技术和电信等几乎一切电子技术领域中获得了日益广泛的应用。

关键词：集成运算放大器封装样式使用注意事项一、集成运算放大器的分类集成运算放大器可以按照人们的不同需求进行多种划分，具体有以下几种类别。

1.按照集成运算放大器的参数分类（1）通用型运算放大器通用型运算放大器就是以通用为目的而设计的。

这类器件的主要特点是价格低廉、产品量大、面广，其性能指标适合一般性的使用。

如mA741（单运放）、LM358（双运放）、LM324（四运放）及以场效应管为输入级的LF356。

它们是目前应用最为广泛的集成运算放大器。

（2）高阻型运算放大器这类集成运算放大器的特点是差模输入阻抗非常高，输入偏置电流非常小，一般rid>（109～1012）W，IIB为几皮安到几十皮安。

实现这些指标的主要措施是利用场效应管高输入阻抗的特点，用场效应管组成运算放大器的差分输入级。

用FET作输入级，不仅输入阻抗高，输入偏置电流低，而且具有高速、宽带和低噪声等优点，但输入失调电压较大。

常见的集成器件有LF356、LF355、LF347（四运放）及更高输入阻抗的CA3130、CA3140等。

（3）低温漂型运算放大器在精密仪器、弱信号检测等自动控制仪表中，总希望运算放大器的失调电压较小且不随温度的变化而变化。

低温漂型运算放大器就是为此而设计的。

目前常用的高精度、低温漂运算放大器有OP-07、OP-27、AD508及由MOSFET组成的斩波稳零型低漂移器件ICL7650等。

（4）高速型运算放大器在快速A/D和D/A转换器中，要求集成运算放大器的转换速率SR一定要高，单位增益带宽BWG一定要足够大，像通用型集成运放是不适合高速应用的场合的。