模擬電子技術(shù)與實踐助力模擬芯片新時代以

智

賦

能

I

智

創(chuàng)

未

來模擬電子技術(shù)與實踐項目三信號處理電路的分析與制作3.4運算放大器的放大功能主講人：電子信息工程技術(shù)專業(yè)曾佳學(xué)習(xí)引導(dǎo)

學(xué)習(xí)指南

預(yù)備知識

任務(wù)實施

能力拓展

項目總結(jié)集成運放運放是如何放大信號的?如何理解其內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)?QUESTION集成運放的內(nèi)部結(jié)構(gòu)差分放大電路任務(wù)實施

能力拓展學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)指南項目總結(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)預(yù)備知識LM741

運放的內(nèi)部電路運放內(nèi)部集成的三極管、電阻、電容等構(gòu)成了優(yōu)秀的放

大器，實現(xiàn)信號的放大。由于

內(nèi)部電路的細(xì)心設(shè)計，使運放

具有一些獨特的性能。如圖所

示是LM741運放的內(nèi)部電路，

我們可以從這個內(nèi)部電路學(xué)習(xí)

到許多知識。學(xué)習(xí)指南

預(yù)備知識任務(wù)實施

能力拓展運放的內(nèi)部電路集成電路的功能項目總結(jié)都有一個名稱。信號在LM741中的流向為：輸入信號

→差分放大器

→ClassA放大器

→輸出驅(qū)動

→輸出信號。電流鏡

V+正電源端電流鏡Q13|集成電路的功能

學(xué)習(xí)指南

預(yù)備知識

任務(wù)實施

能力拓展

項目總結(jié)圖中的LM741內(nèi)部電路已經(jīng)被虛線框劃分成了若干個部分，每個部分3K電平移位Q155k

50R同相輸

入端差分放

大器輸入補償電壓

調(diào)節(jié)端電流鏡

classA放大器級LM741運放的內(nèi)部電路反相輸

入端Q7Q20V-負(fù)電源端Q14輸出

驅(qū)動報

8k

形R925R10

50輸入補償

電壓調(diào)節(jié)端輸出端V-Q?as!Q10V-LM741運放的內(nèi)部電路此外的幾個電流鏡(currentmirror),實現(xiàn)電流的“復(fù)制”,它把流經(jīng)其中一個三極管的電流復(fù)制到另一個三極管上，幫助提供放大器正常工作所需學(xué)習(xí)指南

預(yù)備知識任務(wù)實施能力拓展

項目總結(jié)集成電路的功能和反相輸入端(2引腳)進(jìn)入一個叫差分放大器的結(jié)構(gòu)中。任何一個運放的輸入信號都

是由類似的差分放大器進(jìn)行放大的。差分放大器在放大器中實在是一種太重要的電路結(jié)構(gòu)。如圖所示是運放中差分放大

器的簡化模型，這個模型省去了一些三極管，

便于在學(xué)習(xí)時理解。集成電路的功能

學(xué)習(xí)指南

預(yù)備知識圖中，輸入信號由同相輸入端(3引腳)任務(wù)實施

能力拓展項目總結(jié)如果差分放大器的兩個輸入端V+、V

都接地，VB?=VB?=0,由

于E極比B極低0.7V,

所以：VE?=VE?=-0.7而且兩個三極管的E

極電流相等，為流經(jīng)電阻R

電流的一半：集成電路的功能

學(xué)習(xí)指南預(yù)備知識任務(wù)實施能力拓展項目總結(jié)當(dāng)V-

、V+都接地時一般認(rèn)為Ig≈Ic,

所以兩個三極管的C極

電

流

為

：學(xué)習(xí)指南

預(yù)備知識任務(wù)實施能力拓展如果

兩

個C極電阻相等：集成電路的功能項目總結(jié)當(dāng)V-、V+

都接地時如果反相輸入端接地，而給同相輸入端一個電壓V?,就會使三極管Q?的E

極電壓升高，變成：VE?=V?—0.7V所以VE1的升高使VE?

也升高。因為Q?

的B

極接

地

，VE?的升高會使VBE2變小，這樣Q?

的Ic?

減

小

，Vour變大。最后的效果是Q?的Ic?

變大，集成電路的功能學(xué)習(xí)指南預(yù)備知識任務(wù)實施

能力拓展項目總結(jié)而Q?的C極電壓Vour?變小。當(dāng)V-、V+都接地時同相輸入端接地，而給反相輸入端一個電壓V?,Q?的C

極電壓Vour

變大，Q?

的C

極電

壓

Vour變

小

?？梢?，當(dāng)同相輸入端或反相輸入端有輸出信號時，差分放大器就把它放大，并把輸

出信號從輸出端Vour1、Vou?兩者電壓的變化中

反

映出

來

。學(xué)習(xí)指南

預(yù)備知識任務(wù)實施能力拓展集成電路的功能項目總結(jié)當(dāng)V-

、V+都接地時差分放大器只是第一步，實現(xiàn)了輸入信號的初步放大。之后信號就會進(jìn)入到Class

A

放大器中進(jìn)一步放大，最后

由輸出驅(qū)動實現(xiàn)放大信號的

輸

出

。學(xué)習(xí)指南

預(yù)備知識

任務(wù)實施集成電路的功能項目總結(jié)能力拓展本次課我們介紹了集成運放的內(nèi)部

結(jié)構(gòu)，主要由差分