模电运算放大器基础知识总结

模电放大电路模拟电子放大电路是指利用半导体器件或真空管等元件进行信号放大的电路。

在现代电子技术中，放大电路被广泛应用于各种电子设备中，如音频放大器、射频放大器等。

放大电路的基本功能是将输入信号进行放大，使其增加到适合后续电路处理的水平。

放大电路通常由输入端、输出端和放大元件组成。

其中，放大元件是实现信号放大的关键部分。

常见的放大元件有晶体管、场效应管和真空管等。

晶体管是现代电子设备中最常用的放大元件之一。

晶体管放大电路的基本工作原理是通过控制输入端的电流或电压，来控制输出端的电流或电压，从而实现信号放大。

在模拟电子放大电路中，常见的放大方式有共射、共基和共集三种。

共射放大电路是最常见的一种方式，其特点是输入信号与输出信号相位相反。

共集放大电路则是输出信号与输入信号相位相同。

放大电路的设计需要考虑许多因素，如电路的增益、带宽、失真、稳定性等。

增益是指输入信号与输出信号之间的比例关系，通常以倍数或分贝为单位。

带宽是指放大电路能够放大的频率范围，通常以赫兹为单位。

失真是指放大电路输出信号与输入信号之间的差异，通常以百分比或分贝为单位。

稳定性是指放大电路在工作过程中能够保持一定的性能和特性。

为了提高放大电路的性能，可以采用一些技术手段。

例如，可以通过负反馈来降低失真和增加稳定性。

负反馈是指将输出信号的一部分反馈到输入端，与输入信号相比较，从而减小输出信号的差异。

此外，还可以采用多级放大电路来增加整体的增益和带宽。

在实际应用中，放大电路经常用于音频放大器中。

音频放大器是将音频信号放大到足够大的水平，以驱动扬声器等音响设备。

音频放大器通常需要具备良好的音质和低失真的特点。

除了音频放大器，模拟电子放大电路还广泛应用于射频放大器中。

射频放大器是将射频信号放大到足够大的水平，以满足通信系统或雷达系统等的要求。

射频放大器需要具备高增益、高效率和稳定性的特点。

模拟电子放大电路是现代电子技术中不可或缺的一部分。

通过合理设计和优化，可以实现信号的放大和处理，从而满足各种电子设备的需求。

u otu u i1i2运算放大器知识点总结1、 部分组成偏置电路，输入级，中间级，输出级。

2、零点漂移： （1）表现：输入u i =0时，输出有缓慢变化的电压产生。

（2）原因：由温度变化引起的。

当温度变化使第一级放大器的静态工作点发生微小变化时，这种变化量会被后面的电路逐级放大，最终在输出端产生较大的电压漂移。

因而零点漂移也叫温漂。

（3）衡量方法：将输出漂移电压按电压增益折算到输入端计算。

例如100,=u1A100=u2A 10000=u A如果输入等效为100uV ，漂移为1V 。

（4）减小漂移的措施： 采用差动放大电路采用温度补偿，非线性元件 3运放的输入级一般采用差动放大电路。

差动放大电路又称差分放大电路，它的输出电压与两个输入电压之差成正比。

它能较好地克服直接耦合放大器的零点漂移问题，是集成运算放大器的基本组成单元。

结构如右图：（1）对称性结构 β1=β2=β U BE1=U BE2= U BE r be1= r be2= r be R C1=R C2= R C R b1=R b2= R b（2）信号分类差模信号：i2i1id =uu u -ou VCC V EE ou V CC V EEi2uEE共模信号：)(21=i2i1icuuu+差模电压增益：idodud=uuA共模电压增益：icocuc=uuA总输出电压：icucidudocodo=uAuAuuu+=+211EEAB RRRVU+=3ABC3V7.0RUI-=2C3C2C1III==②动态恒流源等效电阻：)//1(321be33ce RRRrRrR+++=β等效，且212121//RRRRRR+⨯=（5）差动放大器输入、输出方式的接法u i1=u i2 =u ic，u id=0设u i1 ↑，u i2↑→u o1↓，u o2↓。

因u i1 = u i2，→u o1 = u o2→ u o= 0 (理想化)共模电压放大倍数A UC=0 i2i1u①双端输入双端输出共模电压放大倍数 A UC =0 差模输入电阻：()be s id 2r R R += 输出电阻：()be s id 2r R R += ②双端输入单端输出差模电压放大倍数：使用于将差分信号转化为单端输出的信号 差模输入电阻：()be id 2r R R b += 输出电阻：R 0=R C共模电压放大倍数 u i1=u i2 =u ic ， 设u i1 ↑，u i2 ↑→ i e1 ↑ ，i e1 ↑ 。

运算放大器OP讲解何希见青岛博晶微电子科技有限公司档案号：运算放大器OP讲解1.理想opFigure1a.虚地(v+=v-)、虚短(i+=i-=0)b.差模输入Vid、共模输入Vic。

Vid=V1-V2; Vic=(V1+V2)/2; V1=Vic+Vid/2, V2=Vic-Vid/2;c.输入电阻、输出电阻、输出电容、负载电阻。

输出电阻决定OP的放大倍器和输出极点位置。

d.Sp中定义理想OP的模型.subckt op O P NE1 O 0 P N 100000 MAX=5V MIN=0VRIN P N 10MEG.ends2.op的分类a.按级类分可分为一级或二级或三级，最后一级是输出级。

如果输出级能push和pull电流，则称之为class B op。

如果输出级仅有source或sink电流称之为class A op。

而每一级可分为V-V放大、I-V放大、V-I放大、I-I放大，这4种分类如下图所示：Figure2Figure3b.按输出端分可分为：单端输出和双端差分输出。

c.Av 输出幅度Speed 功耗noise这4种结构线路图如下所示：(1) 套筒式共源共栅运放(2) 折叠式共源共栅运放(3)二级运放(4) 增益提高运放Figure4现简单分析这4种运放:(1)套筒式共源共栅运放(a). Av=gm1.Rout, Rout=Routp||Routn=(gm5*rds5*rds6) || (gm3*rds3*rds1).(b). 它有4个极点，这4个极点从0Hz开始的顺序是：P1=-1/(Rout*CL)为主极点，P2=-gm8/Cgate8，P3=-gm5/Csoure5，P4=-gm3/Csoure3。

在补偿频率相位时只要CL足够大，就会让p2变为GB。

这样相位补偿PM=45度(c). 输出电压range为:V on1+V on3+Vp<Vout<VDD-(V on5+V on6)，Vp为m1,m2的source当IDC恒流时的最小电压。

运算放大器基本原理及应用一． 原理(一） 运算放大器1.原理运算放大器是目前应用最广泛的一种器件;当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时;可以灵活地实现各种特定的函数关系..在线性应用方面;可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路..运算放大器一般由4个部分组成;偏置电路;输入级;中间级;输出级..图1运算放大器的特性曲线 图2运算放大器输入输出端图示图1是运算放大器的特性曲线;一般用到的只是曲线中的线性部分..如图2所示..U -对应的端子为“-”;当输入U -单独加于该端子时;输出电压与输入电压U -反相;故称它为反相输入端..U +对应的端子为“＋”;当输入U +单独由该端加入时;输出电压与U +同相;故称它为同相输入端..输出：U 0= AU +-U - ； A 称为运算放大器的开环增益开环电压放大倍数.. 在实际运用经常将运放理想化;这是由于一般说来;运放的输入电阻很大;开环增益也很大;输出电阻很小;可以将之视为理想化的;这样就能得到:开环电压增益A ud =∞；输入阻抗r i =∞；输出阻抗r o =0；带宽f BW =∞；失调与漂移均为零等理想化参数..2.理想运放在线性应用时的两个重要特性输出电压U O 与输入电压之间满足关系式：U O ＝A ud U +－U －;由于A ud =∞;而U O 为有限值;因此;U +－U －≈0..即U +≈U －;称为“虚短”..由于r i =∞;故流进运放两个输入端的电流可视为零;即I IB ＝0;称为“虚断”;这说明运放对其前级吸取电流极小..上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原则;可简化运放电路的计算.. 3. 运算放大器的应用 1比例电路所谓的比例电路就是将输入信号按比例放大的电路;比例电路又分为反向比例电路、同相比例电路、差动比例电路.. a 反向比例电路反向比例电路如图3所示;输入信号加入反相输入端:图3反向比例电路电路图对于理想运放;该电路的输出电压与输入电压之间的关系为：为了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R ’＝R 1 // R F ..输出电压U 0与输入电压U i 称比例关系;方向相反;改变比例系数;即改变两个电阻的阻值就可以改变输出电压的值..反向比例电路对于输入信号的负载能力有一定的要求.. b 同向比例电路同向比例电路如图4所示;跟反向比例电路本质上差不多;除了同向接地的一段是反向输入端:图4 同相比例电路电路图它的输出电压与输入电压之间的关系为：； R’＝R 1 // R F只要改变比例系数就能改变输出电压;且U i 与U 0的方向相同;同向比例电路对集成运放的共模抑制比要求高.. c 差动比例电路差动比例电路如图5所示;输入信号分别加在反相输入端和同相输入端:图5 差动比例电路电路图其输入和输出的关系为：i1f O U R R U -=i1fO )U R R (1U +=可以看出它实际完成的是：对输入两信号的差运算.. 2和/差电路 a 反相求和电路其电路图如图6所示输入端的个数可根据需要进行调整:图6 反相求和电路图其中电阻R'满足：它的输出电压与输入电压的关系为：它的特点与反相比例电路相同;可以十分方便的通过改变某一电路的输入电阻;来改变电路的比例关系;而不影响其它支路的比例关系.. b 同相求和电路其电路如图7所示输入端的个数可根据需要进行调整:图7 同向求和电路图它的输出电压与输入电压的关系为：它的调节不如反相求和电路;而且它的共模输入信号大;因此它的应用不很广泛.. c 和差电路其电路图如图8所示;此电路的功能是对U i1、U i2进行反相求和;对U i3、U i4进行同相求和;然后进行的叠加即得和差结果..图8 和差电路图它的输入输出电压的关系是：由于该电路用一只集成运放;它的电阻计算和电路调整均不方便;因此我们常用二级集成运放组成和差电路..它的电路图如图9所示:图9 二级集成和差电路图它的输入输出电压的关系是：⎪⎪⎭⎫⎝⎛--+=22114433f 0R U R U R U R U R U i i i i它的后级对前级没有影响采用理想的集成运放;它的计算十分方便.. 3 积分电路和微分电路 a 积分电路其电路图如图10所示：它是利用电容的充放电来实现积分运算;可实现积分运算及产生三角波形等..图10 积分电路图它的输入、输出电压的关系为：其中: 表示电容两端的初始电压值.如果电路输入的电压波形是方形;则产生三角波形输出.. b 微分电路微分是积分的逆运算;它的输出电压与输入电压呈微分关系..电路如图11所示:图11 微分电路图R u -=0它的输入、输出电压的关系为： 4 对数和指数运算电路 a 对数运算电路对数运算电路就是是输出电压与输入电压呈对数函数..我们把反相比例电路中Rf 用二极管或三级管代替级组成了对数运算电路..电路图如图12所示：图12 对数运算电路它的输入、输出电压的关系为也可以用三级管代替二极管: b 指数运算电路指数运算电路是对数运算的逆运算;将指数运算电路的二极管三级管与电阻R 对换即可..电路图如13所示:图13 指数运算电路它的输入、输出电压的关系为： 利用对数和指数运算以及比例;和差运算电路;可组成乘法或除法运算电路和其它非线性运算电路..二无源滤波电路0101=+-=⎰t c t t i u dt u RC u r iu u S I u Re 0-=滤波电路的作用：允许规定范围内的信号通过；而使规定范围之外的信号不能通过..滤波电路的分类：低通滤波器：允许低频率的信号通过;将高频信号衰减； 高通滤波器：允许高频信号通过;将低频信号衰减；带通滤波器：允许一定频带范围内的信号通过;将此频带外的信号衰减； 带阻滤波器：阻止某一频带范围内的信号通过;允许此频带以外的信号衰减；仅由无源元件电阻、电容、电感组成的滤波电路;为无源滤波电路..它有很大的缺陷如：电路小;能力差等..为此我们要学习有源滤波电路.. 三有源滤波电路有源滤波器是指利用放大器、电阻和电容组成的滤波电路;可用在信息处理、数据传输、抑制干扰等方面..但因受运算放大器频带限制;这种滤波器主要用于低频范围..1一阶有源低通滤波器其电路如图14-a 所示;它是由一级RC 低通电路的输出再接上一个同相输入比例放大器构成; 幅频特性如图14-b 所示; 通带以外以dB 20-/十倍频衰减:图14-a 一阶有源低通滤波电路 图14-b 一阶有源低通幅频特性该电路的传递函数为: 式中RC 10=ω称为截止角频率;传递函数的模为2)(1)(o vo v A j A ωωω+=幅角为00arctg ωωϕ-=)(.. 2二阶有源滤波电路为了使输出电压以更快的速率下降;以改善滤波效果;再加一节RC 低通滤波环节;称为二阶有源滤波电路..它比一阶低通滤波器的滤波效果更好..二阶有源滤波器的典型结构如图15所示：图15 二阶有源滤波器典型结构 图中;Y 1～Y 5为导纳;考虑到U P ＝U N ;可列出相应的节点方程式为： 在节点A 有： 在节点B 有： 联立以上二等式得：考虑到： 则：AS 即是二阶压控电压源滤波器传递函数的一般表达式..只要适当选择Y i i ＝1～5;就可以构成低通、高通、带通等有源滤波器..)(ba aO N P R R R U U U +=≈。

运算放大器的原理及特性
运算放大器（Operational Amplifier，简称Op Amp）是一种电子器件，通常用于放大电压信号或处理模拟电路中的信号。

它具有高增益、高输入阻抗、低输出阻抗、大共模抑制比和无穷大的带宽等特性，被广泛应用于模拟电路中。

运算放大器的基本原理是利用内部的共尺极放大器和外部的反馈电路，将输入信号放大到所需的幅度，并输出给后续电路。

运算放大器一般由差分输入级、差分放大器、输出级和电源供电电路组成。

运算放大器的主要特性如下：
1. 高增益：运算放大器具有非常高的电压增益，一般在几千到几百万之间。

这样可以放大微弱的信号到可用的幅度。

2. 高输入阻抗：运算放大器的输入端具有非常高的阻抗，使得输入信号源不会受到损耗。

3. 低输出阻抗：运算放大器的输出端具有非常低的输出阻抗，可以给后续电路提供较大的输出电流。

4. 大共模抑制比：共模抑制比是指运算放大器对共模信号的抑制能力。

运算放大器具有较高的共模抑制比，可以有效抑制共模信号的干扰。

5. 无穷大的带宽：运算放大器的带宽足够大，可以处理宽频带的信号。

6. 可调节增益：通过调整反馈电阻，可以调节运算放大器的增益。

运算放大器常常用于放大电压信号、求和运算、积分运算、微分运算等，广泛应用于滤波器、放大器、比较器、多路选择器等电路中。

mos运算放大器——原理、设计与应用-回复Mos运算放大器是一种基于金属氧化物半导体(MOS)技术的放大器，广泛应用于电子设备中。

本文将一步一步回答有关Mos运算放大器的原理、设计和应用的问题，详细介绍这一技术的背景、工作原理、设计要点以及在实际应用中的一些典型案例。

一、Mos运算放大器的背景和基本原理Mos运算放大器是一种差分放大器，用于从输入信号中提取并放大输出信号。

它基于MOS管的工作原理，通过调整输入电压来控制输出电流，实现信号放大的目的。

与传统的BJT(双极型晶体管)放大器相比，Mos运算放大器具有更低的功耗、更高的增益和更好的线性性能。

二、Mos运算放大器的设计要点和关键参数1. 差分对输入：Mos运算放大器通过使用差分对输入电路，可以减小输入端噪声、提高共模抑制比和增益稳定性。

2. Mos管工作在饱和或截止区：为了实现高增益和线性性能，Mos管需要在饱和或截止工作区域。

根据实际应用需求，可以选择不同类型的Mos 管来实现不同的工作状态。

3. 负反馈：负反馈是Mos运算放大器设计中的重要原则，可以提高增益稳定性、减小非线性失真和噪声。

4. 电流源和偏置电路：为了确保Mos管的工作稳定性和线性性能，需要设计合适的电流源和偏置电路。

常用的电流源包括电流镜电路和恒流源。

三、Mos运算放大器的应用案例1. 信号调理：Mos运算放大器广泛应用于信号调理系统中，例如传感器信号放大、滤波和增益调节等。

通过Mos运算放大器的放大和滤波功能，可以改善传感器信号的质量和稳定性。

2. 数据采集和处理：在数据采集和处理系统中，Mos运算放大器可以用于放大和处理各种类型的信号，例如温度、压力、光强等。

通过Mos运算放大器的准确放大和线性特性，可以获得更可靠和精确的数据。

3. 仪器测量：Mos运算放大器广泛应用于仪器测量设备中，例如高精度电压表、频率计和振荡器等。

它可以提供高增益、低噪声和高速反应的性能，以满足各种测量需求。

导航2学习指导2.1集成电路运算放大器集成运算放大器的内部组成单元运算放大器的电路模型2.2理想运算放大器2.3基本线性运放电路同相放大器反相放大器2.4 同相输入和反相输入放大电路的其他应用求差电路仪用放大器求和放大器积分电路和微分电路归纳与推广2.1 集成电路运算放大器1、集成运算放大器的内部组成单元集成电路运算放大器是一种电子器件，它是采用一定制造工艺将大量半导体三极管、电阻、电容等元件及它们之间的连线制作在同一小块单晶硅的芯片上，并具有一定功能的电子电路。

它的种类很多，电路也不一致，但在电路结构上有共同之处。

图1表示集成电路运算放大器的内部结构框图。

输入级由差分放大电路组成，利用它的电路对称性可提高整个电路的性能；中间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；输出级的电压增益为1，但能为负载提供一定的功率，电路由正负双电源供电。

电路有两个输入端P和N，一个输出端O，三端的电压分别用v p、v N和v O表示。

P、N两端分别称为同相输入端和反相输入端，即当P端加入电压信号v p时，在O端得到的输出电压v O与v p同相；而当在N端加入电压信号v N时，在O 端得到的输出电压v O与v N反相。

运算放大器的代表符号如图2所示。

图1图22、运算放大器的电路模型将运算放大器看作一个简化的具有端口特性的标准器件，可以用一个包含输入端口、输出端口和供电电源的电路模型来代表，如图1所示。

开环电压增益A VO的值很高，通常可达106甚至更高，输入电阻r i值较大，通常为106Ω或更高。

输出电阻r O值较小，通常为100Ω或更低。

运算放大器的电压传输特性如图2所示。

特性的ab段几乎是一条垂直线，这是因为它的斜率A VO的值很大的缘故，所跨越的范围称为线性区。

上下两条水平线分别表示正、负饱和极限值，为非线性区，又称限幅区。

图1图22.2 理想运算放大器由于运放的开环增益很大，输入电阻很大，输出电阻很小，这就启发人们去建立一个近似理想运放的模型，这个模型可归纳如下：1. v o的饱和极限值等于运放的电源电压V＋和V－2. 运放的开环电压增益很高，若（v P－v N）＞0 则v O= +V om=V＋若（v P－v N）＜0 则v O= –V om=V－3. 若V－< v O <V＋则（v P－v N） 04. 输入电阻r i的阻值很高，使i P≈0、i N≈05. 输出电阻很小，r o≈0将上述近似理想的运放的性能参数理想化，便可得到如图所示的理想运放的电路模型，其中有：r i≈∞，r o≈0，A v o→∞，v o＝A v o(v p－v N)2.3基本线性运放电路2.3.1同相放大器1．基本电路电路如图1所示，输入信号v i加在同相输入端上，所以称为同相放大器。

大一模电基本知识点总结模电（模拟电子技术）是电子工程中的一个重要分支，涉及到电路的设计、分析和运算等。

在大一的学习中，我们需要掌握一些基本的模电知识，以便能够理解和应用这方面的技术。

本文将对大一模电的基本知识点进行总结，帮助大家更好地掌握这一门学科。

1. 电路元件在模电中，常用的电路元件有电阻、电容、电感和二极管等。

电阻用于控制电流，电容用于存储电荷，电感用于储存能量，二极管则用于控制电流的方向。

2. 电路分析方法模电中的电路分析主要通过电路定律和方法进行。

电路定律包括基尔霍夫定律、欧姆定律和功率定律等。

而常用的电路分析方法有节点分析法和网孔分析法。

3. 放大器放大器是模电中常见的电路之一，用于放大电压、电流或功率信号。

常见的放大器有共射放大器、共集放大器和共基放大器等。

4. 运算放大器运算放大器（Operational Amplifier，简称Op-Amp）是一种常用的电子元件。

它具有高增益、输入阻抗大、输出阻抗小的特点，可用于放大、滤波、积分、微分等运算。

5. 滤波器滤波器用于对电路的信号进行滤波处理，使得输出信号符合特定的要求。

常见的滤波器有低通滤波器、高通滤波器和带通滤波器等。

6. 多级放大电路多级放大电路是由多个级联的放大器组成的电路，它可以实现更高的增益和更好的性能。

在设计多级放大电路时，需要考虑放大器之间的耦合和增益平衡等问题。

7. 振荡器振荡器是一种可以产生连续波形输出的电路。

它可以产生正弦波、方波、矩形波等不同形式的信号。

8. 示波器示波器是一种用于观察电路信号波形的仪器。

通过连接示波器，我们可以直观地观察到电路中信号的幅度、频率、相位等特性。

9. 脉冲调制脉冲调制是一种将模拟信号转换成数字信号的技术。

常见的脉冲调制方法有脉冲幅度调制（PAM）、脉冲宽度调制（PWM）和脉冲位置调制（PPM）等。

10. 模数转换模数转换是一种将模拟信号转换成数字信号的过程。

在数字通信和数字信号处理中，需要将模拟信号转换成数字信号，以便进行处理和传输。

数电模电基础知识总结电子技术作为现代科学技术的一支重要分支，是现代社会发展的基础和支撑。

数电模电基础知识是电子技术的核心内容，掌握好这些基础知识对于学习和应用电子技术都有着重要的意义。

本文将对数电模电基础知识进行总结，帮助读者加深对这些知识的理解和掌握。

一、数电基础知识1.数字信号与模拟信号数字信号和模拟信号是电子系统中常用的两种信号形式。

数字信号是以离散的、有限个数的数值表示的信号，是通过对连续模拟信号进行采样和量化得到的。

数字信号具有离散性、可编程性、可靠性等特点，广泛应用于计算机和通信系统中。

而模拟信号是连续的，可以取无限个数的数值，用于传输和处理连续的实时信号。

2.二进制系统二进制系统是一种数学计数系统，它只使用两个数字0和1表示数值。

在计算机中，所有的数据和指令都是用二进制数来表示和处理的。

二进制系统有简单、直观、易于计算等优点，是计算机技术的基础。

3.逻辑门电路逻辑门电路是电子系统中常用的一类组合逻辑电路，根据输入信号经过门电路的逻辑运算，最终得到输出信号。

常见的逻辑门包括与门、或门、非门、异或门等。

逻辑门电路可以实现布尔代数中的逻辑运算，是数字电路设计中的基础。

4.计数器和寄存器计数器和寄存器是数字电路中常用的存储器件。

计数器是一种能够按照一定规律自动计数的电子装置，广泛应用于时序电路设计和计数问题的解决。

寄存器是一种能够暂时存储二进制数据的电子装置，常用于数据存储、传输和处理等。

二、模电基础知识1.放大器放大器是模拟电路中常用的一种电子器件，用于放大信号的幅度。

放大器可以将弱信号放大为较强的信号，以便于处理和传输。

常见的放大器有分立元件放大器、运算放大器和集成放大器等。

2.滤波器滤波器是模拟电路中常用的一种电子器件，用于改变信号频率的分布特性。

滤波器可以根据信号频率的要求实现对特定频段的放大或衰减。

常见的滤波器有低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。

3.振荡器振荡器是模拟电路中常用的一种电子器件，用于产生稳定的周期性信号。