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1、组号队长 成员团队名称团队口号1孙高伟 周柯 许闻天 张太鸿 向全林 张峰瑞 王泽宇 严孝松 汪波 张天鸿2赵帅 田邓波 肖成烨 种文生 陶智卓 张晨 张寿民 杨怀旭 王艳龙 王润泽3杨梦祥谢双璐 王炜洁 王燕 周存辉 张恒瑞 周建晨 杨梦祥 张颖 王子昆 孙新成4张彩云 张秀锦 唐婷 张翼飞 田艳 姚鑫 王有俊 徐雷 张浩 张加元模拟电子技术任务学习分组情况表（通信工程16级2班）2.1 集成电路运算放大器集成电路运算放大器2 2 运算放大器运算放大器2.2 理想运算放大器理想运算放大器2.3 基本线性运放电路基本线性运放电路2.4 同相输入和反相输入放大电同相输入和反相输入放大电 路的其他
2、应用路的其他应用在半导体制造工艺的基础上，把整个电路中元器在半导体制造工艺的基础上，把整个电路中元器件制作在一块硅基片上，构成特定功能的电子电路，件制作在一块硅基片上，构成特定功能的电子电路，称为集成电路。简单来说，称为集成电路。简单来说，集成电路是把元器件和集成电路是把元器件和连接导线全部制作在一小块硅片上而连接导线全部制作在一小块硅片上而成成的电路。的电路。集成电路按其功能来分，有数字集成电路和模拟集成电路按其功能来分，有数字集成电路和模拟集成电路。模拟集成电路种类繁多，有运算放大器、集成电路。模拟集成电路种类繁多，有运算放大器、宽频带放大器、功率放大器、模拟乘法器、模拟锁宽频带放大器、功
3、率放大器、模拟乘法器、模拟锁相环、模数和数模转换器、稳压电源和音像设备中相环、模数和数模转换器、稳压电源和音像设备中常用的其他模拟集成电路等。常用的其他模拟集成电路等。引引 言言l模拟集成电路的特点：模拟集成电路的特点：电阻值电阻值不能很大，精度较差，阻值一般在几十欧至几不能很大，精度较差，阻值一般在几十欧至几十千欧。需要大电阻时，通常用恒流源替代；十千欧。需要大电阻时，通常用恒流源替代；电容电容利用利用PN结结电容，一般不超过几十结结电容，一般不超过几十pF。需要大。需要大电容时，通常在集成电路外部连接。电容时，通常在集成电路外部连接。不能制电感，级不能制电感，级与级之间用直接耦合；与级之间
4、用直接耦合；二极管用三极管的发射结代二极管用三极管的发射结代替替。比如比如由由NPN型三极型三极管短路其中一个管短路其中一个PN结构成。结构成。运算放大器外形图运算放大器外形图 运算放大器方框图1.输入级输入级：均采用差动放大电路组成，可减小温度漂：均采用差动放大电路组成，可减小温度漂移的影响，提高整个电路共模抑制比。移的影响，提高整个电路共模抑制比。2.中间级中间级：多采用有源负载的共射极放大电路，有源：多采用有源负载的共射极放大电路，有源负载及复合管可提高电压增益。负载及复合管可提高电压增益。3.输出级输出级：互补对称功放。：互补对称功放。4.偏置电路偏置电路：用以供给各级直流偏置电流，由
5、各种电：用以供给各级直流偏置电流，由各种电流源电路组成。流源电路组成。2.1 集成电路运算放大器集成电路运算放大器1.集成电路运算放大器的内部组成单元集成电路运算放大器的内部组成单元图图2.1.1 集成运算放大器的内部结构框图集成运算放大器的内部结构框图 集成运算放大器是一种高电压增益，高输入电阻和集成运算放大器是一种高电压增益，高输入电阻和集成运算放大器是一种高电压增益，高输入电阻和集成运算放大器是一种高电压增益，高输入电阻和低输出电阻的多级直接耦合放大电路。低输出电阻的多级直接耦合放大电路。低输出电阻的多级直接耦合放大电路。低输出电阻的多级直接耦合放大电路。表示信表示信号从号从左左(输入端
6、入端)向右向右(输出端出端)传输的方向。的方向。l集成运算放大器的符号集成运算放大器的符号vN或或v：反相输入端反相输入端，信号从此端输入信号从此端输入(vP=0)，输出信，输出信号和输入信号反相。号和输入信号反相。vP或或v+：同相输入端同相输入端，信号从此端输入信号从此端输入(vN=0)，输出信，输出信号和输入信号同相。号和输入信号同相。vO：输出端输出端。vNvPvOvNvPvO图图2.1.2 运算放大器的代表符号运算放大器的代表符号（a）国家标准规定的符号）国家标准规定的符号 （b）国内外常用符号）国内外常用符号2.运算放大器的电路模型运算放大器的电路模型图图2.1.3 运算放大器的电
7、路模型运算放大器的电路模型通常：通常：开环电压增益开环电压增益 Avo的的 105（很高）（很高）输入电阻输入电阻 ri 106（很大）（很大）输出电阻输出电阻 ro 100（很小）（很小）vOAvo(vPvN)（V vO V）注意输入输出的相位关系注意输入输出的相位关系2.运算放大器的电路模型运算放大器的电路模型当当Avo(vPvN)V 时时 vO V 当当Avo(vPvN)V-时时 vO V-电压传输特性电压传输特性 vO f(vPvN)线性范围内线性范围内 vOAvo(vPvN)Avo斜率斜率 电路模型中的输出电压不可能超越正负电源的电压值电路模型中的输出电压不可能超越正负电源的电压值电
8、路模型中的输出电压不可能超越正负电源的电压值电路模型中的输出电压不可能超越正负电源的电压值输输出出电电压压与与其其两两个个输输入入端端的的电电压压之间存在线性放大关系，即之间存在线性放大关系，即集成运放的工作区域集成运放的工作区域线性区域：线性区域：Aod为差模开环放大倍数为差模开环放大倍数非线性区域：非线性区域：输出电压只有两种可能的情况：输出电压只有两种可能的情况：+UOM或或-UOMUOM为输出电压的饱和电压。为输出电压的饱和电压。uOuP-uN+UOM-UOM例例2.2.1 电路如图所示，运放的开环电压增益电路如图所示，运放的开环电压增益Avo=2105,输入电阻输入电阻ri=0.6M
9、，电源电压，电源电压V+=+12V,V-=-12V。(1)试求当试求当vo=Vom=12V时输入电压的最小幅值时输入电压的最小幅值vP-vN=?输入电流输入电流ii=?图图2.1.3 运算放大器的电路模型运算放大器的电路模型解：由解：由当当vo=Vom=12V时时例例2.2.1 电路如图所示，运放的开环电压增益电路如图所示，运放的开环电压增益Avo=2105,输入电阻输入电阻ri=0.6M，电源电压，电源电压V+=+12V,V-=-12V。(2)画出传输特性曲线画出传输特性曲线vo=f(vP-vN)。说明运放的两个区域。说明运放的两个区域。解：取解：取a点（点（+60V,+12V），），b点（
10、点（-60V,-12V），连接），连接a、b两点得两点得ab线线段，其斜率段，其斜率Avo=2105,vP-vN 60 V，则运放进入非线性区。运放的电，则运放进入非线性区。运放的电压传输特性如图所示。压传输特性如图所示。Avo=2105(+60V,+12V)(-60V,-12V)2.2 理想运算放大器理想运算放大器1.vo o的饱和极限值等于运放的的饱和极限值等于运放的电源电压电源电压V和和V 2.运放的开环电压增益很高运放的开环电压增益很高 若（若（vPvN）0 则则 vO=+Vom=V 若（若（vPvN）0 则则 vO=Vom=V 3.若若V vO R3时，时，（1）试证明）试证明Vs(
11、R3R1/R2)Im 解（解（1）根据虚断有）根据虚断有 I1=0所以所以 I2=Is=Vs/R1 例直流毫伏表电路例直流毫伏表电路（2）R1R2150k，R31k，输入信号电压输入信号电压Vs100mV时，通过时，通过毫伏表的最大电流毫伏表的最大电流Im(max)？又又根据虚短有根据虚短有 Vp=Vn=0R2和和R3相当于并联，所以相当于并联，所以 I2R2=R3(I2-Im)所以所以当当R2 R3时，时，Vs(R3R1/R2)Im（2）代入数据计算即可）代入数据计算即可2.4 同相输入和反相输入同相输入和反相输入放大电路的其他应用放大电路的其他应用2.4.1 求差电路求差电路2.4.2 仪
12、用放大器仪用放大器2.4.3 求和电路求和电路2.4.4 积分电路和微分电路积分电路和微分电路2.4.1 求差电路求差电路 从从结结构构上上看看，它它是是反反相相输输入入和和同同相相输输入入相相结结合合的的放放大电路。大电路。当当则则若继续有若继续有则则 根根据据虚虚短短、虚虚断断和和N N、P P点的点的KCLKCL得：得：2.4.1 求差电路求差电路从放大器角度看从放大器角度看时，时，增益为增益为（该电路也称为差分电路或减法电路）（该电路也称为差分电路或减法电路）2.4.1 求差电路求差电路一种高输入电阻的差分电路一种高输入电阻的差分电路2.4.2 仪用放大器仪用放大器2.4.3 求和电路
13、求和电路 根根据据虚虚短短、虚虚断断和和N N点点的的KCLKCL得：得：若若则有则有（该电路也称为加法电路）（该电路也称为加法电路）2.4.3 求和电路的进一步讨论求和电路的进一步讨论Vi3-+ARfRVoIfR3I3IdVi2R2I2Vi1I1R1虚短、虚断特点：调节某一路信号的输入电阻不影响其他路输入与输出 的比例关系；称为支路增益，一般1反相反相反相反相求和电路2.4.4 积分电路和微分电路积分电路和微分电路1.积分电路积分电路式中，式中，负号表示负号表示vO与与vI在相位上是相反的在相位上是相反的。根根据据“虚虚短短”，得得根根据据“虚虚断断”，得得因此因此（积分运算）（积分运算）即
14、即2.4.4 积分电路和微分电路积分电路和微分电路1.积分电路积分电路根根据据“虚虚短短”，得得根根据据“虚虚断断”，得得因此因此即即又又即即2.4.4 积分电路和微分电路积分电路和微分电路当当vI I为阶跃电压时，有为阶跃电压时，有vO与与 t 成线性关系成线性关系1.积分电路积分电路积分电路的用途将方波变为三角波积分电路的用途将三角波变为正弦波积分电路的用途 tuOO可可见见，输输出出电电压压的的相相位位比比输输入入电电压压的的相相位位领领先先 90 。因此，此时积分电路的作用是。因此，此时积分电路的作用是移相移相。tuIOUm图图 2.4.4 积分电路和微分电路积分电路和微分电路2.微分电路微分电路根根据据“虚虚短短”，得得根根据据“虚虚断断”，得得因此因此即即