利用晶體管設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)簡單運(yùn)算放大器實(shí)驗(yàn)講義

實(shí)驗(yàn)講義—利用晶體管設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)簡單運(yùn)算放大器I實(shí)驗(yàn)題目一、任務(wù)利用三極管或者場效應(yīng)管設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)簡單運(yùn)算放大器，并測試輸入偏移電壓、增益帶寬積、壓擺率等技術(shù)指標(biāo)。二、要求1、基本要求輸入特性要求：共模輸入電阻RNlOOkO，輸入偏移電壓V<1mV。ICOS要求開環(huán)增益三2000。輸出特性要求：輸出電阻R<30，輸出峰峰值電壓U>24V(R=10kO)，輸OOPPL出峰峰值電流I >4mA。(電源電壓為土15V)OPP采用Multisim對(duì)設(shè)計(jì)電路進(jìn)行仿真，要求仿真結(jié)果優(yōu)于指標(biāo)要求，并測試該運(yùn)放的輸入偏移電壓、開環(huán)增益、輸出峰峰值電壓、輸出峰峰值電流、共模抑制比、增益帶寬積、壓擺率等技術(shù)指標(biāo)。(仿真要求設(shè)置晶體管參數(shù)，對(duì)于雙極性晶體管，要求設(shè)置理想正向放大倍數(shù)BF=200)采用晶體管、電阻等元器件完成該運(yùn)放電路，并測試輸入偏移電壓、增益帶寬積、壓擺率技術(shù)指標(biāo)。三、說明1、輸入級(jí)采用差動(dòng)放大電路，差動(dòng)電路的負(fù)載采用恒流源，影響輸入阻抗、共模抑制比、零點(diǎn)漂移及頻率響應(yīng)。中間級(jí)采用共射放大電路，提高運(yùn)放的電壓增益。輸出級(jí)采用射隨電路或互補(bǔ)推挽電路，提高帶載能力。其系統(tǒng)原理框圖如圖1所示：圖1系統(tǒng)原理框圖2、 一個(gè)典型運(yùn)放引腳包含：±IN、輸出端、土電源端、調(diào)零端、補(bǔ)償端。3、 根據(jù)技術(shù)指標(biāo)含義，查閱資料，設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)的測試方案。4、 此題目主要是讓學(xué)生加強(qiáng)對(duì)三極管或場效應(yīng)管基本放大電路的理解，旨在通過晶體管實(shí)現(xiàn)簡單運(yùn)算放大器來加強(qiáng)學(xué)生對(duì)運(yùn)算放大器技術(shù)指標(biāo)的理解。四、器件清單2N3904、2N3906、1N4148、5%系列碳膜電阻、5%系列陶瓷電容、電解電容10uF。五、考查知識(shí)點(diǎn)1、 晶體管差分放大電路。2、 晶體管電流源電路。3、 晶體管共射放大、共集放大、互補(bǔ)推挽放大電路。4、 電源、信號(hào)源、示波器等儀器的使用。

II設(shè)計(jì)思路本實(shí)驗(yàn)題目主要是考察運(yùn)算放大器的基本組成電路及技術(shù)指標(biāo)的含義，涉及晶體管差分放大電路、晶體管電流源電路、晶體管共射放大、共集放大、互補(bǔ)推挽放大電路等。下面根據(jù)題目要求，分析各部分電路設(shè)計(jì)。一、概述集成運(yùn)放電路由輸入級(jí)、中間級(jí)、輸出級(jí)和偏置電路等四部分組成。輸入級(jí)采用差動(dòng)放大電路，差動(dòng)電路的負(fù)載采用恒流源，影響輸入阻抗、共模抑制比、零點(diǎn)漂移及頻率響應(yīng)。中間級(jí)采用共射放大電路，提高運(yùn)放的電壓增益。輸出級(jí)采用射隨電路或互補(bǔ)推挽電路，提高帶載能力。二、輸入級(jí)電路輸入級(jí)采用差分放大電路，請參考模擬電子線路差分放大電路原理。三、中間級(jí)電路中間級(jí)是整個(gè)放大電路的主放大器，其作用是使運(yùn)放具有較強(qiáng)的放大能力，多采用共射（共源）放大電路。而且為了提高電壓放大倍數(shù)，經(jīng)常采用復(fù)合管作放大管，以恒流源為集電極負(fù)載。四、輸出級(jí)電路輸出級(jí)應(yīng)具有輸出電壓線性范圍寬、輸出電阻?。磶ж?fù)載能力強(qiáng)）、非線性失真小等特點(diǎn)。集成運(yùn)放的輸出級(jí)多采用互補(bǔ)輸出電路。五、偏置電路偏置電路用于設(shè)置集成運(yùn)放各級(jí)放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)。與分立元件不同，集成運(yùn)放采用電流源為各級(jí)提供合適的靜態(tài)工作電流，從而確定合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。電流源電路設(shè)計(jì)請參考模擬電子線路電流源電路原理。II知識(shí)點(diǎn)II知識(shí)點(diǎn)1、晶體管差分放大電路。2、晶體管電流源電路。3、晶體管共射放大、共集放大、互補(bǔ)推挽放大電路4、電源、信號(hào)源、示波器等儀器的使用。IV參考資料謝紅編.《模擬電子技術(shù)》[M].哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社，2008.童詩白.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2006年5月第四版.聶典，丁偉主編.《Multisim10計(jì)算機(jī)仿