11_1简单运算放大电路

1、u 通用运放是最常用的一类运算放大器，其性能指标能满 足大多数应用场合的要求 u 通用运放一般由三级放大器组成，第一级通常都是差放， 所以通用运放具有很高的差模增益以及较好的共模抑制 比 u 通用运放具有模拟集成放大器（运放）的电路构成特点： 直接耦合、差放输入、复合管、各种电流源、用电 流源代替大电阻、互补对称电路等 通用运算放大电路 u 集成运算放大器的原理框图集成运算放大器的原理框图 三级放大电路：三级放大电路： 差分输入级，电压放大级，输出级差分输入级，电压放大级，输出级 偏置电路由各种电流源构成偏置电路由各种电流源构成 简单集成运放电路 q 一个比较简一个比较简 单的运算放单的运算放

2、 大器电路大器电路 可以看出，可以看出， 运放就是运放就是直 接耦合多级 放大电路 简单运放电路 简单运放的简化图简单运放的简化图 1、简单运放的组成：、简单运放的组成： 输入级；输入级； 中间级；中间级； 输出级。输出级。 简单运放电路 输入级对电路的对电路的 温漂起决定作用，温漂起决定作用， 所以输入级总是所以输入级总是 用差动放大电路用差动放大电路 构成。差放的另构成。差放的另 一长处是具有两一长处是具有两 个相位相反的输个相位相反的输 入端。入端。 简单运放电路 中间级提供电提供电 路的主要增益，路的主要增益， 通常用共射放通常用共射放 大电路构成，大电路构成， 以获得较大的以获得较大

3、的 电压增益和电电压增益和电 流增益。流增益。 简单运放电路 输出级应当能应当能 给负载提供较给负载提供较 大的电流，通大的电流，通 常由互补对称常由互补对称 电路构成，或电路构成，或 者用射极跟随者用射极跟随 器构成。器构成。 简单运放电路 为了使静态时输为了使静态时输 出为出为0，运放通常，运放通常 使用对称的双电使用对称的双电 源。源。 运放的符号：运放的符号： 简单运放电路 （+） （-） （+） （+） （+） （+） （-） （-） 当当v2端加入正电压时，端加入正电压时， 输出电压为正，和输出电压为正，和v2 电压方向一致。所以电压方向一致。所以 v2端称为端称为同相输入端。 反

4、之，当反之，当v1端加入正电端加入正电 压时，输出电压为负，压时，输出电压为负， 和输入电压方向相反。和输入电压方向相反。 所以所以v1称为称为反相输入 端。 简单运放电路 2、电路分析、电路分析 1）设：设： = 100； VBE = 0.7V； 计算静态工作点。计算静态工作点。 简单运放电路 I = 1mA, IE1 = IE2 = 0.5mA VC1 = VC2 = 10 - IC1R1 = 3.3V VR4 = VC2 - 2VBE = 1.9V IR4 = 1mA 简单运放电路 IR4 = 1mA VC4 = VCC VR3 = 4.9V VE5 = VC4 VBE = 4.2V V

5、B6 = VE5 VR5 = 0.7V VO = VE6 = 0V 简单运放电路 VO = VE6 = 0V IE6 = IR6 = 5mA IE5 = I = 1mA IE4 = IR4 = 1mA IE3 = IE4/ = 0.01mA IE1 = IE2 = 0.5mA 简单运放电路 2）计算电路的电压计算电路的电压 放大倍数放大倍数 Rbe1 = rbe2 = 5.2k Rbe3 = 260k rbe4 = rbe5 = 2.6k rbe6 = 0.25k 简单运放电路 Av3 = 1 Ri3 = 20.8M Av2 = 2.6 Ri2 = 19.9M Av1 = 129 Av = 3

6、35 简单运放电路 3）电路的输入输出电路的输入输出 电阻电阻 输入电阻 Rid = 2rbe1 = 25.2k = 10.4k 简单运放电路 输出电阻 Ro5 = (R3 + rbe5)/(1+) = 0.076k Ro6 = (Ro5 + R5 + rbe6)/(1 + ) = 0.038k Ro = Ro6/R6 0.038k 简单运放电路 1、电路结构和工作原理 引脚排列顶视图引脚排列顶视图 p CMOS MC14573集成运算放大器 电路由输入级偏置电路由输入级偏置 电流源、差动放大电流源、差动放大 输入级和共源放大输入级和共源放大 输出级构成输出级构成 差放为单端输出，为单端输出，

7、 采用镜像电流源作采用镜像电流源作 负载负载 共源极放大电路也也 采用电流源作负载采用电流源作负载 1、电路结构和工作原理 p CMOS MC14573集成运算放大器 q 变跨导式模拟乘法器 电路的输出电路的输出 O1 1 2 O vv R R YX 1 2 vv R R K p 模拟乘法器的应用 乘方 1、运算电路 除法 只有当只有当vX2为正极性时，才能保证运算放大器是处于负反为正极性时，才能保证运算放大器是处于负反 馈工作状态，而馈工作状态，而vX1则可正可负，故属二象限除法器。则可正可负，故属二象限除法器。 利用虚短和虚断概念有利用虚短和虚断概念有 0 2 2 1 X1 RR vv X

8、2o2 vvvK X2 X1 1 2 o v v v KR R 得得 由乘法器的功能有由乘法器的功能有 p 模拟乘法器的应用 1、运算电路 开平方 利用虚短和虚断概念有利用虚短和虚断概念有 0 2i RR vv 2 o2 vvK K i o v v 得得 由乘法器的功能有由乘法器的功能有 vi必须为负值时，电路才能正常工作。必须为负值时，电路才能正常工作。 p 模拟乘法器的应用 1、运算电路 2、压控放大器 乘法器的一个输入端加一直流控制电压乘法器的一个输入端加一直流控制电压VC，另一输入端，另一输入端 加一信号电压加一信号电压vs时，乘法器就成了增益为时，乘法器就成了增益为KVc的放大器。当的放大器。当 Vc为可调电压时，就得到可控增益放大器。为可调电压时，就得到可控增益放大器