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模电4-集成运算放大电路

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模电

模电
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பைடு நூலகம்
3.输入偏置电流 IB ： 输入偏置电流I 输入偏置电流 输入电压为零时，运放两个输入端偏置电流的平均值， 输入电压为零时，运放两个输入端偏置电流的平均值，
用于衡量差分放大对管输入电流的大小。 用于衡量差分放大对管输入电流的大小。
模拟电子技术第四章
I IB = 1 ( I B1 + I B 2 ) 2
模拟电子技术第四章
注意：在以后教学中， 注意：在以后教学中， 这两种符号都会出现， 这两种符号都会出现， 两者画法不同， 两者画法不同，但都表 示集成运放。 示集成运放。
V
+ －
A
∞
+
u o 输出端
国际符号： 国际符号：
集成运放的特点： 集成运放的特点： 开环电压增益高 Aod>105 开环电压增益高
不能太大
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二、运放的保护措施 输入保护
模拟电子技术第四章
二极管的钳位作用， 二极管的钳位作用，使差模输 入不超过范围。 入不超过 0.7V~0.7V范围。 范围
有效防止共模输入幅值过大
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输出保护电路
模拟电子技术第四章
双向稳压， 双向稳压，即可在必要时为 负载分流而起过流保护， 负载分流而起过流保护，也 能限制运放的输出电压不超 过稳压管的稳压电压。 过稳压管的稳压电压。
为运放设置合理的静态偏置电路和调零电路
为运放输入端设置合适的去耦电容以消除自激震荡
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选择集成运放时注意的问题： 选择集成运放时注意的问题：
不要盲目追求指标先进。 不要盲目追求指标先进。
模拟电子技术第四章

模电课件集成运放基本电路

模电课件集成运放基本电路

R f 8 R f 20
R2
R3
加减运算电路旳设计环节 R1 24k 先根据函数关系画出电路，R2然 后30计k算参数
解(1) 画出电路 (2) 计算电阻
平衡电阻
R3 12k R 80k
Rf
R’ // R1 // R2 =Rf // R3
uo
Rf R1
ui1
Rf R2
ui 2
Rf R3
ui 3
（由2虚）断因：为i叠 加i点为0虚地，i输i1 入ii信2 号ii3之间i f
满u足i1 线u0性 叠u加i2 定 0u理 ，互ui不3 影0u响。u0 uo
R1
R2
R3
Rf
uo 由由u虚R虚Rf 短地uu：i：1 u0i2 ui3
ui3 ui2
ii3 ii2
R3 R2
Rf
若 R1 ＝ R2 ＝ R3 ＝ R
换作用
1反相微分器 平衡电阻R’=Rf
iC
C
duC dt
由虚断：i i 0 iC i i f i f
iC
u uo Rf
C d ui
dt
由“虚
地u” 0
u
uo
iC
R
f
C
iiCi
ui
dui t
RuC
dt
u
u R
if ii+
Rf
uo
2实际应用旳微分器Zf
uRωi ↑限i→Zi制11/输uω入Ci电↓- →流i，C ↑降→低高高频u频噪o 噪声声uo Cf相位补u 偿i，+ 克制自激振荡
由虚短： u u
uo ui2
R1 R f RRf R2 R R1

精编【电子行业】模电模拟电子技术基础课后答案

精编【电子行业】模电模拟电子技术基础课后答案

【电子行业】模电模拟电子技术基础课后答案xxxx年xx月xx日xxxxxxxx集团企业有限公司Please enter your company's name and contentv第一章自测题一、（1）√（2）×（3）√（4）×（5）√（6）×二、（1）A （2）C （3）C （4）B （5）A C三、U O1≈1.3V U O2＝0 U O3≈－1.3V U O4≈2V U O5≈2.3V U O6≈－2V四、U O1＝6V U O2＝5V五、根据P CM＝200mW可得：U CE＝40V时I C＝5mA，U CE＝30V时I C≈6.67mA，U CE＝20V时I C＝10mA，U CE＝10V时I C＝20mA，将改点连接成曲线，即为临界过损耗线。

图略。

六、1、U O＝U CE＝2V。

2、临界饱和时U CES＝U BE＝0.7V，所以七、T1：恒流区；T2：夹断区；T3：可变电阻区。

习题1.1（1）A C （2）A （3）C （4）A1.2不能。

因为二极管的正向电流与其端电压成指数关系，当端电压为1.3V时管子会因电流过大而烧坏。

1.3u i和u o的波形如图所示。

tt1.4u i和u o的波形如图所示。

1.5u o的波形如图所示。

1.6I D＝（V－U D）/R＝2.6mA，r D≈U T/I D＝10Ω，I d＝U i/r D≈1mA。

1.7 （1）两只稳压管串联时可得1.4V、6.7V、8.7V和14V等四种稳压值。

（2）两只稳压管并联时可得0.7V和6V等两种稳压值。

1.8 I ZM＝P ZM/U Z＝25mA，R＝U Z/I DZ＝0.24～1.2kΩ。

1.9（1）当U I＝10V时，若U O＝U Z＝6V，则稳压管的电流为4mA，小于其最小稳定电流，所以稳压管未击穿。

故当U I＝15V时，由于上述同样的原因，U O＝5V。

当U I＝35V时，U O＝U Z＝5V。

模电第六章集成运算放大电路

模电第六章集成运算放大电路

=
vod vid
差模电 压增益
对线性放大电路而言
c
=
voc vic
共模电 压增益
vo = Avdvid + Avcvic
6.2.2 射极耦合差分式放大电路 1．基本电路 在图6.2.1中，如选用两只特性全同的
BJT T1 和 T2 ，则可得如图6.2.2所示射 极耦合差分式放大电路。
图 6.2.2射 极耦合差分 式放大电路。
IC13；
④若要求IC10=28A，试估算电阻R4的阻值。
T12 IC10
R5
IREF
T10
T11
R4
+VCC T13 IC13
-VEE
解：
IREF
=VCC+
VEE-2VBE R5
IC13 = IREF（1 - —b—+22）
UT
ln
I C11
I C 10
I C10R 4
T10、T11构成微电流源，
引言 集成放大电路的特点
把整个电路中的元器件制作在一块硅基片上， 构成特定功能的电子电路，称为集成电路(IC －Integrated Circuits)。它的体积小，而性 能却很好。
集成电路按其功能来分，有数字集成电路和 模拟集成电路。模拟集成电路种类繁多，有 运算放大器、宽频带放大器、功率放大器、 模拟乘法器、模拟锁相环、模—数和数—模 转换器、稳压电源和音像设备中常用的其他 模拟集成电路等。
图 6.2.2射 极耦合差分 式放大电路。
图6.2.3 (a)交流通路
图6.2.3 （a)交流通路 图6.2.3 （b)半边等效电路
当从两管集电极作双端输出，未接RL时其差 模电压增益与单管共射放大电路的电压增益

模电第四章 集成运算放大电路题解

模电第四章 集成运算放大电路题解

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（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三、电路如图T4.3所示，已知β1=β2=β3=100。

各管的U BE均为0.7V，试求I C2的值。

图T4.3解：分析估算如下：100BE1BE2CC =--=R U U V I R μA100)2221(2C =≈++-=R R I I I ββμA习 题4.1 通用型集成运放一般由几部分电路组成，每一部分常采用哪种基本电路？通常对每一部分性能的要求分别是什么？(概念题目，直接看结果)解：通用型集成运放由输入级、中间级、输出级和偏置电路等四个部分组成。

通常，输入级为差分放大电路，中间级为共射放大电路，输出级为互补电路，偏置电路为电流源电路。

对输入级的要求：输入电阻大，温漂小，放大倍数尽可能大。

对中间级的要求：放大倍数大，一切措施几乎都是为了增大放大倍数。

对输出级的要求：带负载能力强，最大不失真输出电压尽可能大。

对偏置电路的要求：提供的静态电流稳定。

4.2 已知一个集成运放的开环差模增益A od 为100dB ，最大输出电压峰-峰值U opp ＝±14V ，分别计算差模输入电压u I （即u P －u N ）为10μV 、100μV 、1mV 、1V 和－10μV 、－100μV 、－1mV 、－1V 时的输出电压u O 。

解：根据集成运放的开环差模增益，可求出开环差模放大倍数5od od 10dB100lg 20==A A当集成运放工作在线性区时，输出电压u O ＝A od u I ；当A od u I 超过±14V 时，u O 不是＋14V ，就是－14V 。

模电集成运放实物图

模电集成运放实物图

3.反相加法运算电路
电路图
uo Rf (
ui1 ui 2 ) R1 R 2
实验内容
1) 按图连接实验电路。 2) 接通电源，调零之后，用电位器分压电路产
生大小不同的两个电压ui1、 ui2 ，完成表 2.31 。
3.减法运算电路
电 路图
uo
Rf (ui 2 ui1) R1
实验内容
1) 按图连接实验电路。 2) 接通电源，调零之后，用电位器分压电路产
生大小不同的两个电压ui1、 ui2 ，在反相输入 端加直流信号ui1，在同相端加直流信号ui2， 完成表2.32 。
3积分运算电路
电路图
1 uo(t ) RC

t
0
Edt
E t RC
实验内容
1) 按图连接实验电路。 2) 接通电源，调零之后，输入ui接矩形波，其
万用表测输出uo。然后调节调零电位器RW, 使uo=0。 3) 在反相端加直流信号ui，完成表2.29 。
同相比例运算电路
uo (1
Rf )ui R1
uo Rf AVf 1 ui R1
实验内容
1) 按图连接实验电路。 2) 接通电源，调零之后在同相输入端加直流信
号ui，完成表2.30 。
幅值为1V，频率为1kHz,观察输出波形，描 绘出曲线uo=f(t)。
集成运算放大器组成的基本运算 电路
集成运算放大UA741管脚说明
U+12vຫໍສະໝຸດ U+-12v
Uo
1、4、5脚接调零电位器
1.反相比例运算电路
实验电路图
uo
Rf ui R1 uo Rf AVf ui R1

四川大学模电实验集成运算放大器的应用

模拟电子技术实验报告题目集成运算放大器的应用学生姓名林* 柳* 学号 ************* *************年级 2017级 2017级学院电子信息学院电子信息学院专业电子信息工程电子信息工程上课时间周四上午第一二大节组号 8-1 时间 2019年6月11日一、设计任务及要求使用通用四运放芯片LM324 (个数不限)组成电路，原理框图如下图1(a)所示，实现下述功能:使用低频信号源产生u i1=0.1sin2πf 0t(V)，f 0=500Hz 的正弦波信号，加至加法器输人端，加法器的另一输人端加入由自制振荡器产生的信号u o1。

u o1 如下图1(b)所示，T 1 =0.5ms,允许T 1有+5%的误差。

图图1(a)中，要求加法器的输出电压u i2=10u i1+u o1。

u i2经选频滤波器滤除u o1频率分量，选出f 0信号为u o2, u o2为峰峰值为9V 的正弦信号，用示波器观察无明显失真。

u o2信号再经比较器在1k Ω负载上得到峰峰值为2V 的输出电压u o3。

电源选用±12V 和±5V 电源，由稳压电源供给。

不得使用额外电源和其他型号运算放大器。

要求预留u i1、u i2、u o1、u o2和u o3的测试端子，以方便测试。

二、方案理论分析1. 自制振荡器如图所示为方波和三角波振荡电路。

该电路利用运放产生高精度的方波和三角波，输出频率由电阻R1、R2和R3以及电容C确定，其计算公式为：f0=R3/(R2*4*R1*C)R3我们选择20kΩ，R2我们选择10kΩ，R1我们选择5kΩ，电容我们选择0.05μF,根据公式计算f0=2kHz，由于仿真的时候出来的波形不太稳定，所以我们选用了稳压管1N4730，Uz=3.9V.仿真电路如下：2.加法器加法器公式为U o=R4*(U i1/R1+U i2/R2),根据题目要求u i2=10u i1+u o1，所以选择R1=10kΩ，R2=1kΩ,R3=1kΩ,R4=10kΩ,仿真电路图如下：3.滤波器选用的低通有源滤波器，通带电压放大倍数为：A VP=1+R F/R f通带截止频率为：f P=1/(2π√(R1*R2*C1*C2))根据实验室的元件情况，我们选择R1=R2=3.3kΩ，Rf=12.5kΩ，RF=10kΩ，C1=0.1μF.这样放大倍数A VP=2.25,用两个滤波器级联，则放大倍数A约为5，而且也具有很好的滤波效果。

电路模电实验之运算放大器实验报告

目录1实验目的2 2实验原理23实验设计33.1实验I基础型实验 (3)3.1.11、电压跟随器——检测运放是否正常 (3)3.1.2反相比例运算放大器电压放大特性 (3)3.2实验II设计型实验 (4)3.2.1减法器的设计 (4)4实验预习仿真44.1电压跟随器——检测运放是否正常 (4)4.2反相比例运算放大器电压放大特性 (5)4.3减法器设计 (6)5数据处理7 6实验总结9 7思考题9 8实验讨论91实验目的•深刻理解集成放大器工作在线性工作区时,遵循的两条基本原则——虚短、虚断•熟悉集成运算放大器的线性应用。

•掌握比例运算等电路、训练设计运放电路的能力。

2实验原理集成运算放大器是一种高电压放大倍数的多级直耦放大电路,在深度负反馈条件下,集成运放工作在线性工作区,它遵循两条基本原则：1.虚短：U i=U−−U+≈02.虚断：I N≈I p≈0（非线性区也成立）用途:广泛应用于各种信号的运算处理、测量以及信号的产生、变换等电路中。

图1：运算放大器符号3实验设计3.1实验I基础型实验3.1.11、电压跟随器——检测运放是否正常3.1.2反相比例运算放大器电压放大特性3.2实验II设计型实验3.2.1减法器的设计1.自行设计运放电路，要求实现u0=2u i2−u i12.将u i分别设置为以下两组信号，验证电路是否满足要求4实验预习仿真4.1电压跟随器——检测运放是否正常图2：Multisim接线图3：Multisim结果4.2反相比例运算放大器电压放大特性图4：Multisim 接线图5：Multisim 结果U i (V )理论值(V )实测值(V )U N U P U O U O U iU N U P U O U O U i-0.300310455.314µV 564.134µV 3.012V 10.040.3-310563.904µV489.999µV-2.987V9.964.3减法器设计设计如图所示：表3：验证结果波形频率u i u0直流0u i1=1V,u i2=2V3.04V正弦波500Hz u i1=1V,u i2=2V2.98V5数据处理表1U i(V)理论值(V)实测值(V)U N U P U O U OU iU N U P U O U OU i-0.3003100.1mV0.2mV 3.66V12.20.300-310-0.1mV0-3.65V12.16表2波形频率u i u0直流0u i1=1V,u i2=2V 3.00V正弦波500Hz u i1=1V,u i2=2V 3.24V1.完成表1，并绘制基础型实验的运放的电压传输特性;2.列出基础型实验中U i和U o理论关系式，并和仿真数据、实际数据比较;•电压跟随器u i=u o仿真数据中u i=u o,实验数据u i=1.00V,u o=1.04V,在误差允许范围内，所以等式也成立。

模电--运算放大器


2.2.2 理想运放电路模型
V＋
iP = 0
vP
ri
ro
+
+
vo
vN iN = 0
Avo(vP – vN) V－
vO / V V＋
O vP – vN /mV V－
12 / 105
2.3 基本线性运放电路
2.3.1 同相放大电路
• 基本电路 • 负反馈概念 • 虚短与虚断 • 近似计算 • 电压跟随器
2.1.2 运算放大器电路模型
B. 电压传输特性
Avo越大，运放的线性 范围越小，必须在输
vo / V 正饱和
V＋
线性放大区
出与输入之间加负反 馈才能使其扩大输入
vo = Avo(vP – vN)
信号的线性范围。
O
vP – vN /mV
例：若UOM =12V，Avo=106，
则 |ui| <12V 时，运放
15 / 105
2.3 基本线性运放电路
2.3.1 同相放大电路
3. 虚短与虚断
vi
由于运放的开环放大倍数很
大，输入电阻高，输出电阻
ii vp
vid+–
vn
+
A
–
vo
小，分析时常将其理想化， 称所谓的理想运放。
R1 R2
理想运放
线性区工作特点
Avo
ri ro 0
uo Avo (up un ) up un
v3
v2–
–
A2
+
R3 v4
v4
v2
iR2
R1 R2 R1
v2
R2 R1
v1
R4 R3

模电设计性实验报告——集成运算放大器的运用之模拟运算电路

模电设计性实验报告——集成运算放大器的运用之模拟运算电路重庆科技学院设计性实验报告学院:_电气与信息工程学院_ 专业班级: 自动化1102学生姓名: 罗讯学号: 2011441657实验名称: 集成运算放大器的基本应用——模拟运算电路完成日期:2013年 6月 20 日重庆科技学院学生实验报告集成运算放大器的基本应用——课程名称模拟电子技术实验项目名称模拟运算电路开课学院及实验室实验日期学生姓名罗讯学号 2011441657 专业班级自动化1102 指导教师实验成绩实验六集成运算放大器的基本应用——模拟运算电路一、实验目的1、研究有集成运算放大器组成的比例、加法和减法等基本运算电路的功能2、了解运算放大器在实际应用时应考虑的有些问题二、实验仪器1、双踪示波器;2、数字万用表;3、信号发生器三、实验原理在线性应用方面，可组成比例、加法、减法的模拟运算电路。

1) 反相比例运算电路电路如图6-1所示。

对于理想运放，该电路的输出电压与输入电压之间的关系为为减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻//。

RF 100k1 5 4 R1 10k2 Ui 6 Uo3 U1 R2 9.1k 7图6-1 反相比例运算电路2) 反相加法电路电路如图6-2所示，输出电压与输入电压之间的关系为:////RF 100kR1 10k Ui1 4 1 5 R2 20k 2 Ui2 6 Uo 3 U1 R3 6.2k 7图6-2 反相加法运算电路3) 同相比例运算电路图6-3(a)是同相比例运算电路。

RF 100k1 5 4 R1 10k 26 Uo 3R2 9.1k U1 7RF10k4 1 526 R2 Uo 3 Ui 10k U1 7(a)同乡比例运算 (b)电压跟随器图6-3 同相比例运算电路它的输出电压与输入电压之间关系为://当即得到如图6-3所示的电压跟随器。

图中,用以减小漂移和起保护作用。

一般取10KΩ,太小起不到保护作用，太大则影响跟随性。

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1．集成电路分类 集成电路分类
（2）按制造工艺分为： ）按制造工艺分为： 膜集成电路、半导体集成电路和混合集成电路三种。 膜集成电路、半导体集成电路和混合集成电路三种。 （3）按有源器件类型分为： 按有源器件类型分为： 双极性集成电路、单极性集成电路和混合型集成电 双极性集成电路、 路三种。 路三种。 （4）按电路功能分为： 按电路功能分为： 模拟集成电路、数字集成电路、 模拟集成电路、数字集成电路、接口集成电路和特 殊集成电路四种。 殊集成电路四种。
4.4 集成运放基本组成部分
1 .理想运放特性 （1）开环电压放大倍数 uo＝∞ ）开环电压放大倍数A （2）差摸输入电阻 id＝∞ ）差摸输入电阻R （3）输出电阻 ＝0 ）输出电阻Ro＝ （4）共摸抑制比 MRR＝∞ ）共摸抑制比C （5）工作性能稳定 ）
4.4 集成运放基本组成部分
2 .两条重要推论 （1） 运放的反相端和同相端电位相同 ） V+ = V（2）运放两输入端的输入电流均为 ）运放两输入端的输入电流均为0 I+ = I- = 0 课后练习:自测题一、 课后练习 自测题一、 自测题一 二
2．常见芯片封装形式
3．集成电路特点 集成电路特点
（1）集成电路为多级直接耦合放大器 由于体积所限，只能集成电阻、晶体管等器件， （2）由于体积所限，只能集成电阻、晶体管等器件，不 能集成电容、 能集成电容、电感等较大体积器件 （3）元器件参数对称稳定,常用差分电路和恒流源电路 元器件参数对称稳定, （4）所制电阻阻值不能太大（几十千欧以内） 所制电阻阻值不能太大（几十千欧以内） （5）成电路。 集成运算放大器是常用的模拟集成电路。
4.2 集成运放基本组成部分
电路由输入级、中间级、输出级构成。 电路由输入级、中间级、输出级构成。
输入级采用差动放大器， 输入级采用差动放大器，中间级由一般 放大器构成，输出级多为功率输出器， 放大器构成，输出级多为功率输出器，偏置 电路则由电流源组成。 电路则由电流源组成。
1．偏置电路 （3）微电流源 ）
UBE1－UBE2=IE2RE≈IC2RE 由二极管方程I 由二极管方程 E≈IC=IS（e在RE不大的情况下 ，得 在 不大的情况下， 到很小的电流I 到很小的电流 C2 UBE1－UBE2=IE2RE≈IC2RE IE≈IC=IS（eUBE /UT－1）≈ISeUBE /UT ） IS1=IS2 则UTlgIC1/IC2≈IC2RE 已知时，可求出I 可以很小。 当IC1和RE已知时，可求出 C2——IC2可以很小。
1．偏置电路 （1）镜像电流源 ） IR=(VCC－UBE1)/R IB1=IB2=IB 则IC2=IC1=IR－2IB=IR－2IC/β IC2=IR/(1+2/β)≈IR=(VCC－UBE1)/R 之间的关系如同镜像一样。 IC2、IR之间的关系如同镜像一样。
1．偏置电路 （2）比例电流源 ） IE1R1=IE2R2 IC1R1≈IC2R2 IC2=IC1R1/R2≈1R R1/R2 之间有比例关系。 IC2、IR之间有比例关系。
第四章 集成运算放大器
本章主要内容： 本章主要内容：
集成电路、集成运算放大器。 集成电路、集成运算放大器。
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回
4.1 集成电路概念
在一小块硅片上做出许多个元件并将其联结成电路。 在一小块硅片上做出许多个元件并将其联结成电路。
1．集成电路分类 集成电路分类
（1）按元器件集成度分为： ）按元器件集成度分为： 小规模集成电路（100个元件以内）SSI 小规模集成电路（100个元件以内） 个元件以内 中规模集成电路（100----1000个元件） 中规模集成电路（100----1000个元件）MSI ----1000个元件 大规模集成电路（1000---100000个元件） 大规模集成电路（1000---100000个元件）LSI ---100000个元件 超大规模集成电路（100000个以上元件）VLSI。 超大规模集成电路（100000个以上元件）VLSI。 个以上元件 现在集成度已达到数千亿。 现在集成度已达到数千亿。