利用晶体管设计实现简单运算放大器实验讲义

实验讲义—利用晶体管设计实现简单运算放大器I实验题目一、任务利用三极管或者场效应管设计实现简单运算放大器，并测试输入偏移电压、增益带宽积、压摆率等技术指标。二、要求1、基本要求输入特性要求：共模输入电阻RNlOOkO，输入偏移电压V<1mV。ICOS要求开环增益三2000。输出特性要求：输出电阻R<30，输出峰峰值电压U>24V(R=10kO)，输OOPPL出峰峰值电流I >4mA。(电源电压为土15V)OPP采用Multisim对设计电路进行仿真，要求仿真结果优于指标要求，并测试该运放的输入偏移电压、开环增益、输出峰峰值电压、输出峰峰值电流、共模抑制比、增益带宽积、压摆率等技术指标。(仿真要求设置晶体管参数，对于双极性晶体管，要求设置理想正向放大倍数BF=200)采用晶体管、电阻等元器件完成该运放电路，并测试输入偏移电压、增益带宽积、压摆率技术指标。三、说明1、输入级采用差动放大电路，差动电路的负载采用恒流源，影响输入阻抗、共模抑制比、零点漂移及频率响应。中间级采用共射放大电路，提高运放的电压增益。输出级采用射随电路或互补推挽电路，提高带载能力。其系统原理框图如图1所示：图1系统原理框图2、 一个典型运放引脚包含：±IN、输出端、土电源端、调零端、补偿端。3、 根据技术指标含义，查阅资料，设计技术指标的测试方案。4、 此题目主要是让学生加强对三极管或场效应管基本放大电路的理解，旨在通过晶体管实现简单运算放大器来加强学生对运算放大器技术指标的理解。四、器件清单2N3904、2N3906、1N4148、5%系列碳膜电阻、5%系列陶瓷电容、电解电容10uF。五、考查知识点1、 晶体管差分放大电路。2、 晶体管电流源电路。3、 晶体管共射放大、共集放大、互补推挽放大电路。4、 电源、信号源、示波器等仪器的使用。

II设计思路本实验题目主要是考察运算放大器的基本组成电路及技术指标的含义，涉及晶体管差分放大电路、晶体管电流源电路、晶体管共射放大、共集放大、互补推挽放大电路等。下面根据题目要求，分析各部分电路设计。一、概述集成运放电路由输入级、中间级、输出级和偏置电路等四部分组成。输入级采用差动放大电路，差动电路的负载采用恒流源，影响输入阻抗、共模抑制比、零点漂移及频率响应。中间级采用共射放大电路，提高运放的电压增益。输出级采用射随电路或互补推挽电路，提高带载能力。二、输入级电路输入级采用差分放大电路，请参考模拟电子线路差分放大电路原理。三、中间级电路中间级是整个放大电路的主放大器，其作用是使运放具有较强的放大能力，多采用共射（共源）放大电路。而且为了提高电压放大倍数，经常采用复合管作放大管，以恒流源为集电极负载。四、输出级电路输出级应具有输出电压线性范围宽、输出电阻小（即带负载能力强）、非线性失真小等特点。集成运放的输出级多采用互补输出电路。五、偏置电路偏置电路用于设置集成运放各级放大电路的静态工作点。与分立元件不同，集成运放采用电流源为各级提供合适的静态工作电流，从而确定合适的静态工作点。电流源电路设计请参考模拟电子线路电流源电路原理。II知识点II知识点1、晶体管差分放大电路。2、晶体管电流源电路。3、晶体管共射放大、共集放大、互补推挽放大电路4、电源、信号源、示波器等仪器的使用。IV参考资料谢红编.《模拟电子技术》[M].哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2008.童诗白.模拟电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2006年5月第四版.聂典，丁伟主编.《Multisim10计算机仿