11_1簡(jiǎn)單運(yùn)算放大電路

1、u 通用運(yùn)放是最常用的一類運(yùn)算放大器，其性能指標(biāo)能滿 足大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合的要求 u 通用運(yùn)放一般由三級(jí)放大器組成，第一級(jí)通常都是差放， 所以通用運(yùn)放具有很高的差模增益以及較好的共模抑制 比 u 通用運(yùn)放具有模擬集成放大器（運(yùn)放）的電路構(gòu)成特點(diǎn)： 直接耦合、差放輸入、復(fù)合管、各種電流源、用電 流源代替大電阻、互補(bǔ)對(duì)稱電路等 通用運(yùn)算放大電路 u 集成運(yùn)算放大器的原理框圖集成運(yùn)算放大器的原理框圖 三級(jí)放大電路：三級(jí)放大電路： 差分輸入級(jí)，電壓放大級(jí)，輸出級(jí)差分輸入級(jí)，電壓放大級(jí)，輸出級(jí) 偏置電路由各種電流源構(gòu)成偏置電路由各種電流源構(gòu)成 簡(jiǎn)單集成運(yùn)放電路 q 一個(gè)比較簡(jiǎn)一個(gè)比較簡(jiǎn) 單的運(yùn)算放單的運(yùn)算放

2、 大器電路大器電路 可以看出，可以看出， 運(yùn)放就是運(yùn)放就是直 接耦合多級(jí) 放大電路 簡(jiǎn)單運(yùn)放電路 簡(jiǎn)單運(yùn)放的簡(jiǎn)化圖簡(jiǎn)單運(yùn)放的簡(jiǎn)化圖 1、簡(jiǎn)單運(yùn)放的組成：、簡(jiǎn)單運(yùn)放的組成： 輸入級(jí)；輸入級(jí)； 中間級(jí)；中間級(jí)； 輸出級(jí)。輸出級(jí)。 簡(jiǎn)單運(yùn)放電路 輸入級(jí)對(duì)電路的對(duì)電路的 溫漂起決定作用，溫漂起決定作用， 所以輸入級(jí)總是所以輸入級(jí)總是 用差動(dòng)放大電路用差動(dòng)放大電路 構(gòu)成。差放的另構(gòu)成。差放的另 一長處是具有兩一長處是具有兩 個(gè)相位相反的輸個(gè)相位相反的輸 入端。入端。 簡(jiǎn)單運(yùn)放電路 中間級(jí)提供電提供電 路的主要增益，路的主要增益， 通常用共射放通常用共射放 大電路構(gòu)成，大電路構(gòu)成， 以獲得較大的以獲得較大

3、的 電壓增益和電電壓增益和電 流增益。流增益。 簡(jiǎn)單運(yùn)放電路 輸出級(jí)應(yīng)當(dāng)能應(yīng)當(dāng)能 給負(fù)載提供較給負(fù)載提供較 大的電流，通大的電流，通 常由互補(bǔ)對(duì)稱常由互補(bǔ)對(duì)稱 電路構(gòu)成，或電路構(gòu)成，或 者用射極跟隨者用射極跟隨 器構(gòu)成。器構(gòu)成。 簡(jiǎn)單運(yùn)放電路 為了使靜態(tài)時(shí)輸為了使靜態(tài)時(shí)輸 出為出為0，運(yùn)放通常，運(yùn)放通常 使用對(duì)稱的雙電使用對(duì)稱的雙電 源。源。 運(yùn)放的符號(hào)：運(yùn)放的符號(hào)： 簡(jiǎn)單運(yùn)放電路 （+） （-） （+） （+） （+） （+） （-） （-） 當(dāng)當(dāng)v2端加入正電壓時(shí)，端加入正電壓時(shí)， 輸出電壓為正，和輸出電壓為正，和v2 電壓方向一致。所以電壓方向一致。所以 v2端稱為端稱為同相輸入端。 反

4、之，當(dāng)反之，當(dāng)v1端加入正電端加入正電 壓時(shí)，輸出電壓為負(fù)，壓時(shí)，輸出電壓為負(fù)， 和輸入電壓方向相反。和輸入電壓方向相反。 所以所以v1稱為稱為反相輸入 端。 簡(jiǎn)單運(yùn)放電路 2、電路分析、電路分析 1）設(shè)：設(shè)： = 100； VBE = 0.7V； 計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)。 簡(jiǎn)單運(yùn)放電路 I = 1mA, IE1 = IE2 = 0.5mA VC1 = VC2 = 10 - IC1R1 = 3.3V VR4 = VC2 - 2VBE = 1.9V IR4 = 1mA 簡(jiǎn)單運(yùn)放電路 IR4 = 1mA VC4 = VCC VR3 = 4.9V VE5 = VC4 VBE = 4.2V V

5、B6 = VE5 VR5 = 0.7V VO = VE6 = 0V 簡(jiǎn)單運(yùn)放電路 VO = VE6 = 0V IE6 = IR6 = 5mA IE5 = I = 1mA IE4 = IR4 = 1mA IE3 = IE4/ = 0.01mA IE1 = IE2 = 0.5mA 簡(jiǎn)單運(yùn)放電路 2）計(jì)算電路的電壓計(jì)算電路的電壓 放大倍數(shù)放大倍數(shù) Rbe1 = rbe2 = 5.2k Rbe3 = 260k rbe4 = rbe5 = 2.6k rbe6 = 0.25k 簡(jiǎn)單運(yùn)放電路 Av3 = 1 Ri3 = 20.8M Av2 = 2.6 Ri2 = 19.9M Av1 = 129 Av = 3

6、35 簡(jiǎn)單運(yùn)放電路 3）電路的輸入輸出電路的輸入輸出 電阻電阻 輸入電阻 Rid = 2rbe1 = 25.2k = 10.4k 簡(jiǎn)單運(yùn)放電路 輸出電阻 Ro5 = (R3 + rbe5)/(1+) = 0.076k Ro6 = (Ro5 + R5 + rbe6)/(1 + ) = 0.038k Ro = Ro6/R6 0.038k 簡(jiǎn)單運(yùn)放電路 1、電路結(jié)構(gòu)和工作原理 引腳排列頂視圖引腳排列頂視圖 p CMOS MC14573集成運(yùn)算放大器 電路由輸入級(jí)偏置電路由輸入級(jí)偏置 電流源、差動(dòng)放大電流源、差動(dòng)放大 輸入級(jí)和共源放大輸入級(jí)和共源放大 輸出級(jí)構(gòu)成輸出級(jí)構(gòu)成 差放為單端輸出，為單端輸出，

7、 采用鏡像電流源作采用鏡像電流源作 負(fù)載負(fù)載 共源極放大電路也也 采用電流源作負(fù)載采用電流源作負(fù)載 1、電路結(jié)構(gòu)和工作原理 p CMOS MC14573集成運(yùn)算放大器 q 變跨導(dǎo)式模擬乘法器 電路的輸出電路的輸出 O1 1 2 O vv R R YX 1 2 vv R R K p 模擬乘法器的應(yīng)用 乘方 1、運(yùn)算電路 除法 只有當(dāng)只有當(dāng)vX2為正極性時(shí)，才能保證運(yùn)算放大器是處于負(fù)反為正極性時(shí)，才能保證運(yùn)算放大器是處于負(fù)反 饋工作狀態(tài)，而饋工作狀態(tài)，而vX1則可正可負(fù)，故屬二象限除法器。則可正可負(fù)，故屬二象限除法器。 利用虛短和虛斷概念有利用虛短和虛斷概念有 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 模擬乘法器的應(yīng)用 1、運(yùn)算電路 開平方 利用虛短和虛斷概念有利用虛短和虛斷概念有 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必須為負(fù)值時(shí)，電路才能正常工作。必須為負(fù)值時(shí)，電路才能正常工作。 p 模擬乘法器的應(yīng)用 1、運(yùn)算電路 2、壓控放大器 乘法器的一個(gè)輸入端加一直流控制電壓乘法器的一個(gè)輸入端加一直流控制電壓VC，另一輸入端，另一輸入端 加一信號(hào)電壓加一信號(hào)電壓vs時(shí)，乘法器就成了增益為時(shí)，乘法器就成了增益為KVc的放大器。當(dāng)?shù)姆糯笃?。?dāng) Vc為可調(diào)電壓時(shí)，就得到可控增益放大器。為可調(diào)電壓時(shí)，就得到可控增益放大器