电工学课件集成运算放大器 PPT

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集成运算放大器的简单介绍PPT课件

RF 常用做测量分析方法1：
R如u–+如F则i1果则u+–：R取i：21uR1R=uoRo2R12R=RRu=F1+R–R3i2(R22u3/+i，/2=uRiR13u3=u+–i放=1uo)RoR大1F/电(/1R路F由RR由uuF1虚)虚R短断2uuR可Ri可i3112得RR得33：uRuuR：Roi1321uuuiRR2RiF1F1uRui11 )
–Uo(sat)
线性区： uo = Auo(u+– u–)
非线性区：
u+> u– 时， uo = +Uo(sat) u+< u– 时， uo = – Uo(sat)
第7页/共54页
3. 理想运放工作在线性区的特点
u– u+
i– i+
– +
∞ +
因为 uo = Auo(u+– u– ) uo 所以(1) 差模输入电压约等于 0
(1
RF R1
)
R3 R2 R3
ui 2
RF R1
ui1
第21页/共54页
16.2.4 积分运算电路
if =? if
i1 R1 + ui – R2
+uC– CF
– +
+
+
uO
–
由虚短及虚断性质可得
i1 = if
i1
ui R1
iF
CF
duC dt
当电容CF的初始电压为 uC(t0) 时，则有
ui R1
第2页/共54页
信号传输方向
实际运放开环
反相
+UCC 电压放大倍数

电工电子学课件第5章集成运算放大器ppt

5.1.1概述5.1.2集成运放的输入级电路差分放大电路5.1.3集成运放的输出级电路互补对称电路5.1.4集成运放的工作原理和图形符号u - u 0中间级输出级置路偏电u + u i 输入级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。

集成电路的特点序:直接耦合方式及其存在问题5.1.2 集成运放的输入级电路差分放大电路R RB1C1u iu o TT12UCE1+U CCE2RRC2－－++0 o 出现零点漂移的原因：第5章直接耦合放大器的零点漂移恒流源的组成：工作原理： i C3 i B3 i C3 U R2 U BE3 （ U B3 固定）o C i C1 i C2 1. 典型差分放大电路对零漂的抑制R B R LR C R C T 1 T 2 C 1 C 2 u i2 + －－+ － u iu i1+ + － U Z R 2 T 3 B 3 i B3 i C3 D Z u 01 u 02 + + －－ E + － u 0 －U EER 1 R RR B i C1 i C1大小相等、极性相反 2.差分放大电路对差模信号的放大作用差模输入： u i1 = －u i2 大小相等、极性相反 u i1 = — 2 u i 2u i ，u i2 = - — R BR L R C R C T 1 T 2 C 1 C 2 u i2 + －－+ － u iu i1++ － U Z R 2 T 3 B 3 i B3 i C3 D Z u 01 u 02 + + －－ E + － u 0 －U EER 1 R RR B双端输出时差模信号电压放大倍数 u = u 输出 u O = －u O 2u O 1 差模输入 u i1 u i2 ， i = － R CR C T 1 T 2 C 1 C 2 u i2 +－－ + － u iu i1 + u 01 u 02 + + －－ E + － u 0 R L 2 R L 2共模输入：K CMR = —— A d A c共模抑制比大小相等，极性相同u i1 =u i2 3.差分放大电路的共模放大倍数+U CC R BR L R C R C T 1 T 2 C 1 C 2 u i2 + －－+ － u iu i1++ － U Z R 2 T 3 B 3 i B3 i C3 D Z u 01 u 02 + + －－ E + － u 0 －U EE R 1 R RR B单端输入-单端输出 4.差分放大电路的输入－输出方式双端输入-单端输出单端输入-双端输出I I5.1.3 集成运放的输出级电路互补对称电路u 特点：R 3u iB B 1 ++－－D DR 2 u R 3 +－D 1D 2 T 1T 2u iI S+_D 3 D 4T 3 5.1.4 集成运放的工作原理和图形符号R 4集成运放内部电路集成运算放大器的符号－＋＋反相输入端u －u ＋同相输入端信号传输方向u i输出端理想ou 实际运放开环电压放大倍数第5章1. 电压传输特性5.2 集成运放的基本特性u o0 U OM –U OMu o = f ( u i ) , 其中 u i = u ＋ – u － U i –U i+ 线性区u －u ＋－＋u –u +A O2. 集成运放的理想特性理想化的条件：开环电压放大倍数AO∞ ;差模输入电阻ri开环输出电阻rO共模抑制比KCMRR∞ ;0 ;∞ ;－＋＋u －u ＋ouAOu oU O +理想运放ou ＋－＋u – u +u o0 U o +U 0- U im–U im实际运放U O -3. 理想运放的分析特点理想运放对于理想运放A o,r i, “虚短路”原则（2） “虚断路”原则（1）u u ou i u = A o= – - + 第5章u i uO_++u - u + +i -u iuO+ _i + 0 i -= i +=0 u i r i i -= i += u - u +=当u + > u -时，u 0=U O + i i u +r id+只有两种可能：当u + < u -时，u 0= U O －虚断”的条件原则上仍成立，i i ≈ 0u +和u -不一定相等！u i uO_ ++u - u +5.3放大电路中的负反馈A F x ox ixdxf 无反馈有反馈方框图开环放大倍数反馈系数负反馈闭环放大倍数x oA f =—xi反馈：将放大电路输出信号的一部分或全部经反馈网络引回输入端。

第06章集成运算放大器ppt

图6-10 输入保护电路
（2）输出保护
图 6-11 所示为输出端保护电路，限流电阻 R 与稳压管 VZ构成限幅电路，它一方面将负载与集成运放输出端隔离开来，限制了运放的输出电流，另一方面也限制了输出电压的幅值。当然，任何保护措施都是有限度的，若将输出端直接接电源，则稳压管会损坏，使电路的输出电阻大大提高，影响了电路的性能。
图6-11 输出保护电路
（3）电源端保护
为防止电源极性接反，可利用二极管的
单向导电性，在电源端串接二极管来实现保
护，如图 6-12 所示。由图可见，若电源极性
接错，则二极管VD1、VD2不能导通，使电源
被断开。
图6-12 电源端保护源自二、电路符号及基本连接2脚 —反向输入端， 3脚 —同向输入端， 4脚— 负电源端， 5 、 1间接调零电位器 6脚—输出端， 7脚 —正电源端，8脚—空脚（NC）。使用时，先调零：将V- 、 V+端同时接地（即令Ui=0），调RP ，使U0 =0，使U0 =0后， RP不再变动，这样，使用时，电路抑制共模信号的能力最强。 VNC
第六章
集成运算放大器
§6.1 集成运算放大器
§6.1.1 集成运算放大器的基本组成
集成运算放大器实质上是一个具有高电压放大倍数的多级直接耦合放大电路。从 20 世纪 60 年代发展至今已经历了四代产品，类型和品种相当丰富，但在结构上基本一致，其内部通常包含四个基本组成部分：输入级、中间级、输出级以及偏置电路，如图6-7所示。
R1
Rf R1
ui u i ii ui uo ui R2 Rf Auf 1 Rf R2
ui ui R2 ii if
uo

电工电子技术课程集成运算放大器及其应用PPT课件

R2
输入电阻—— ri=R1
u f uo 为保证一定的输入电阻，
当放大倍数大时，需增大
共模电压为零
u u 0 2
R2，而大电阻的精度差，
因此，在放大倍数较大时，该电路结构不再适用。
第26页/共69页
比例运算
• 同向比例运算
i i 0 u u
if Rf
i1 R1
ui
R2
u f uo
uo
(1
4. 最大共模输入电压Uicmax
Uicmax是指集成运放所能承受的最大共模输入电压，超过这个值，集成运放的共模抑制比将明显下降，甚至造成器件损坏。
5. 差模输入电阻rid
rid是指集成运放两个输入端之间的电阻值。rid越大越好，它标志集成运放输入端向差模信号源索取信号电流的能力大小。
6. 输出电阻ro
RE5
T9 T11
RC4
第1级：差动放大器第3级：单管放大器
差动放大器
-UEE
第11页第/共46级9页：互补对称射极跟随器
集成运算放大器的特点
• 为满足运算精度的要求，理想集成运算放大器的开环电压放大倍数的数值很大。零点漂移小。
• 差模输入电阻很高，一般在105～1011范围，如果用MOS集成电路，输入级的输入电阻高达 1011以上。
Rf ) R1
if
if Rf
i1 R1
ui
R2
u f uo
ui
R2
u f uo
Auf
uo ui
(1
0 ) 1 Auf
R1 第28页/共69页
uo ui
(1
Rf ) 1
加法运算
反向加法
i i 0 u u

大二电工学运算放大器ppt课件

特例：当RF=R1时，uo= -ui ，称为反号器，或反相器。
〔3〕反向比例运算电路的反响分析
反响信号使净输入
信号减小—负反响RF
反响电路直接从输出端引出—电压反响
+ R1－
ui
– +
+
－+ uo
– R2
–
分析阐明该电路为电压并联负反响电路
输入信号和反响信号加在同一输入端—并联反响
结论：
集成电路的分类：
按功能集成电路可分为数字集成电路和模拟集成电路两大类，本章所讲集成运算放大器是模拟集成电路的一种。在第5章数字电路中，将引见几种数字集成电路。
集成运算放大器特点：
集成运算放大器是一种采用多级直接耦合的高放大倍数的放大电路，它既能放大缓慢变化的直流信号，又能放大交流信号。用运算放大器及其反响网络，可以组成多种运算电路，模拟数学运算，还广泛用于信号处置、波形发生等电路中。
称电压跟随器或同号器。
– +
+
++
uo
ui
–
–
由运放构成的电压跟随器输入电阻高、输出
电阻低，其跟随性能比射极输出器更好。
〔3〕同相输入电路的的反响分析
反响信号使净输入信号减小—负反响
RF
R1 –
+
+
+
ui R2
–
输入信号和反响信号分别加两个输入端—串联反响
反响电路直接从输出端引出—电压反响
取
R2 = R1 // RF
由后述计算可知，R2 与运算公式无关。
〔2〕电压放大倍数
if RF
+ ui

电工电子学_集成运算放大器(PPT77页)

2019/11/25
电工电子学B
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9. 1. 2 差动放大电路
1、电路组成
RB +
RC + uo – RC T1 RP T2
RB
+UCC +
ui1
RE
ui2
–
+–EE
–
RE的作用：稳定静态工作点，限制每个管子的漂移。 EE：用于补偿RE上的压降，以获得合适的工作点。电位器 RP : 起调零作用。
反馈到输入
+
RB C1 +
RE
RL
uoRS
– es+–
+ ui
–
通过R+EUCC
将输出电压
反+馈C2到输入
+
RE
RL uo
–
2019/11/25
电工电子学B
上一页下一页返回退出
1. 反馈的定义
X i
A
X o
比较环节基本放大电路
X i + X di
A
–
X f
F
反馈电路 (b) 带反馈
3. 输入失调电压 UIO 4. 输入失调电流 IIO 愈小愈好 5. 输入偏置电流 IIB 6. 共模输入电压范围 UICM 运放所能承受的共模输入电压最大值。超出此值，运放的共模抑制性能下降，甚至造成器件损坏。
2019/11/25
电工电子学B
上一页下一页返回退出
2. 电压传输特性 uo= f (ui)
集成电路是把整个电路的各个元件以及相互之间的联接同时制造在一块半导体芯片上, 组成一个不可分的整体。
集成电路特点：体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、价格低。

《集成运放》课件

集成运放的电路实现
集成运放的内部电路图包括差动放大器、级联放大器和输出放大器等部分。集成运放的引脚及功能有正输入端、负输入端、输出端、电源引脚和参考电压引脚等。在电路设计中，通过合理设计反馈电路，可以控制集成运放的放大倍数、频率响应和稳定性。
集成运放应用实例
比较器电路设计：使用集成运放实现信号的比较和判断，常用于开关控制和传感器应用。运算放大器电路设计：集成运放作为核心部件，实现了模拟电路中的加法、减法、乘法和除法等基本运算。滤波器电路设计：通过集成运放结合电容和电感等元件，实现对信号频率的选择性放大或抑制。
《集成运放》PPT课件
什么是集成运放
集成运放是一种高度集成的电子器件，集成了运算放大器功能的集成电路。它在电子系统设计中起着重要的作用。
集成运放广泛应用于模拟电路、信号处理和测量领域，能够实现信号放大、滤波、比较和运算等多种功能。
根据应用需求的不同，集成运放可以分为不同的类型，如低功耗运放、高速运放和精密运放。
不同类型集成运放的区别：根据应用需求选择适合的类型，如低功耗、高速或精密运放。
集成运放的性能等。
集成运放的应用注意事项：在设计中要注意信号电平、电源电压和负载特性等因素的合理选取和匹配。
总结
集成运放具有优点和局限性。它提供了高度集成的运算放大器功能，简化了电路设计和制造工艺。未来，集成运放的发展趋势是向更高性能、更低功耗和更小尺寸方向发展。以上是本PPT课件的大纲，包含集成运放的基本概念、电路实现、应用实例、常见问题与解决方法以及选型及应用注意事项。欢迎大家观看学习！
集成运放常见问题与解决方法
集成运放的电压偏移问题：通过调整电源电压、使用补偿电路或选择零漂较小的运放来解决。

电工电子技术第8章集成运算放大器精品PPT课件

分析依据可知： i1 if ， u u 0
而
i1
ui u R1
ui R1
if
u uo RF
uo RF
由
此
可
得
：
uo
RF R1
ui
if RF
ui R1 i1 Rp
Δ
∞
－ +
uo

+
式中的负号表示输出电压与输
入电压21.1的0.20相20位相反。
电工电子技术
2、集成运放的种类
（1）通用型。性能指标适合一般性使用，其特点是电源电压适应范围广，允许有较大的输入电压等，如 CF741 等。
（2）低功耗型。静态功耗≤2mW，如 XF253 等。（3）高精度型。失调电压温度系数在 1μV／℃左右，能保证组成的电路对微弱信号检测的准确性，如 CF75、CF7650 等。（4）高阻型。输入电阻可达 1012Ω，如 F55 系列等。还有宽带型、高压型等等。使用时须查阅集成运放手册，详细了解它们的各种参数，作为使用和选择的依据。
21.10.2020
电工电子技术
8.1.3 集成运算放大器的理想模型
集成运放的理想化参数： Ado=∞、 rid=∞、 ro=0 、KCMR=∞、等
uo
∞
UOM
理想特性
Δ
u－
－
实际特性
u+
+
uo
+
0 u+－u－
理想运放符号
－UOM 运放电压传输特性
非线性区分析依据：
非线性区（饱和区）

集成运算放大器的运用.pptx

度系数的热敏电阻RT,也可消除UT =kT/q引起的温度漂移，实现温度稳定性良好的对数
运算关系。
第25页/共54页
•
二、反对数(指数)
•
指数运算是对数的逆运算，在电路结构上只要将对数运算器的电阻和
晶体管位置调换一下即可，如图7.1.16所示。
uBE
uo Rif RiC RISe UT
uBE ui
第7页/共54页
• 7.1.2
(Adder)
•1.反相输入求和电路 (Inver ting Adder)
•（ 1 ）电路如图 7 . 1 . 4 所示。 •直流平衡电阻：
if Rf
R1 i1
ui1
i2 i-
ui2
-
RP R1 R2 R3 R f
R2
i+ +
+
uo
R3
（2）关系式：
图7.1.4 反相求和运算电路
因为反相端“虚地”(Virtual Ground)，
i1 i2 i f
ui1 ui2 uo
R1 R2
Rf
uo
Rf R1
ui1
Rf R2
ui 2
第8页/共54页
若 R1 R2 R
则
uo
Rf R
(ui1 ui2 )
例1：利用集成运放实现以下求和运算关系：
反向饱和电流的影响，RT是热敏电阻，用以补偿UT引起的温度漂移。由图
可见:
uo
(1
R3 R2 RT
)u A
uA
u BE 2
uBE1
UT
ln
ic 2 IS2
UT
ln
ic1 IS1

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电阻的比值，而与运放本身的参数无关。因此，保证
了比例运算的精度和稳定性（深度负反馈）。
反馈类型：深度并联电压负反馈
电路阻抗特征：输入电阻不高，输出电阻很低。
2、同相输入
if Rf
u u ui 及 if i1
有
i
u
u i
i1 R1
-∞
+
1
R
R
1
1
i
u
u o
ui
u o
+
ui R2
uo
f
R
R
F
F
得
电工学课件集成运算放大器
主要内容
• 集成运算放大器的简介 • 运算放大器在信号运算方面的应用 • 运算放大器在信号处理方面的应用 • 运算放大器在波形产生方面的应用 • 使用运算放大器应注意的几个问题
16.1 集成运算放大器的简单介绍
集成电路：集成度：SSI、MSI、LSI、 VLSI （ASI）导电类型：双极型、单极型兼容型信号类型：数字、模拟、混合优点：体积小、重量轻、功耗低、可靠性高
i f i1 及 uu0
i1
ui
u R1
ui R1
if
u uo RF
uo RF
由此得：
u o
R F
R
u i
1
说明：
uR
A o F
u u f
R
i
1
1、式中的负号表示输出与输入反相，因此又把反相
输入的比例运算电路称为反相器；
2、如R1和RF的阻值足够精确，而运放的开环放大倍数很高，就可以认为输出与输入信号的关系只取决于两
16.1.4 理想运算放大器及其分析依据
1）开环电压放大倍数 Auo→∞
理想化条件：
2）差模输入电阻 3）开环输出电阻
rid→∞ ro→0
4）共模抑制比 KCMRR→∞
u- - ∞
u+ +
+ uo
理想运放电路模型
实际运放的参数指标很接近理想化条件，故用理想运放代替实际运放所引起的误差并不严重，在工程上是允许的。
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
4、输入失调电流Ii—当输入信号为零时，两个输入端的静态基极电流之差。其值愈小愈好。一般在零点零几微安级。
5、输入偏置电流IiB—当输入信号为零时，两个输入端的静态基极电流的平均值，其值愈小愈好。一般在零点几微安级。
6、最大共模输入电压UiCM —运放对共模信号具有抑制的性能，但这个性能是在规定的共模电压范围内才具备。如超出这个电压，运放的共模抑制能力就大为下降，甚至造成器件损坏。
uo
(1
RF R1
)ui
A
u o
1
R F
u u f
R
i
1
反馈类型：深度串联电压负反馈
P102例
16.2.2 加法运算 ui1
在反相端输入若干路信号，构成反相加法运算电路
i11
右图所示为运放输入和输出电压的关系曲线，称为传输特性。从图中看到，实际运放的传输特性与理想运放比较接近。
+Uo(sat)
理想特性实际特性
o
u+ - u-
-Uo(sat)
运算放大器的传输特性
从运放的输入特性看，可分
为线性区和饱和区，运放在不同
区工作时的分析方法不同：
+Uo(sat)
实际特性饱和区
但两输入端的输入电流仍为零。
+Uo(sat)
实际特性饱和区
饱和区
o -Uo(sat)
u+ - u-
P99例16.1.1
线性区
16.2 运放在信号运算方面的应用
运放能完成信号的代数运算有：比例、加减、积分与微分等简单运算，还能完成对数与反对数以及乘除等复杂运算。它们都是线性范围内的运算，都适用叠加原理。
在讨论运放的运算功能之前，要弄清几个问题：如何保证运放工作在线性区 ?
我们知道：Auo→∞，即当输入差模信号极小时（如毫伏级以下的信号），也足以使运放饱和。
我们还知道：负反馈能减小放大倍数，且反馈愈深作用愈明显；加上负反馈还可在其它方面改善放大电路的性能，所以——
解决之道是：在电路中引入深度负反馈。
中间级
输出级
输出端
偏置电路
输入级：由差放构成。可减小零点漂移和抑制干扰。中间级：共射放大电路。用于电压放大。输出级：互补对称电路。降低输出电阻，提高带载
能力。偏置电路：由恒流源电路构成。确定运放各级的静态
工作点。
在制造工艺上，运放中很难制造电感、电容元件，所以需要时一般都采取外接的方法。制造电阻比较容易，而制造晶体管却最容易。
出于集成化的原因及放大缓变信号和直流信号的需要，运放各级之间均采用直接耦合的方式。
运放举例：LM741
2—反相输入端
3—同相输入端 6—输出端 4—负电源端
7—正电源端 1、5—接调零电位器
78
2 ∞6
741
3
4
15
8765
LM741
1234
8—闲置端（NC）
二、运放特点
开环电压放大倍数高(104-107)；输入电阻高（约几百KΩ）；输出电阻低（约几百Ω）；漂移小、可靠性高、体积小、
线性区： uo=Auo(u+-u-)
分析
两rid输→入∞端，的故输
入电流为零。
虚断
依据
Auo→∞ ，uo为有限值，
故 u+-u-=uo/Auo≈0
即 u+ ≈ u-
饱和区
o -Uo(sat)
线性区
虚短
u+ - u-
当有信号输入时，如同相端接地，即u+=0 则 u- ≈ 0
虚地
饱和区：
uo≠Auo(u+-u-) 当u+ >u- 时,uo=＋uo(sat) 当u+ <u- 时,uo=－uo(sat)
重量轻、价格低。
16.1.3 主要参数
1、最大输出电压UOPP—能使输出电压与输入电压保持不失真关系的最大输出电压。
2、开环电压放大倍数Auo—没有外接反馈时所测出的差模电压放大倍数。
3、输入失调电压Uio—为使输出等于零而在输入端加的微小补偿电压。（调零工作已由调零电位器来完成，如前所述）
下面的问题是从输出端将反
馈引到同相端还是反相端？
Z
答案是：引回到反相端
16.2.1 比例运算
i1
Ru1 -if-来自∞Rf - ∞+
uo
1、反相输入
Rf —反馈电阻；
ui
u+ +
+
+
R2
uo
R2 —平衡电阻，用于消除
静态基极电流对输出电压的影
响。 R2= R1∥Rf 由KCL、KVL和运放工作在线性区的分析依据：
模拟集成电路：集成运算放大器、集成功率放大器、集成稳压电源、集成数模转换电路
16.1.1 集成运算放大器的特点
1. 尽量避免使用电容。 2. 输入级采用差动放大电路。 3. 电阻值大致为100Ω～ 30kΩ。 4. 二极管都采用三极管构成。
16.1.2 电路的简单说明
一、运放构成
输入端输入级