教案8集成运算放大器

授课主要内容或板书设计

集成运放教案

本章要求：1．了解集成运算放大电路的组成与特点。 2．熟悉运算放大器的图形符号和工作特点。 3．掌握运算放大器闭环和开环状态下的分析方法。 4．熟悉单门限比较器、双门限比较器的组成和工作原理。本章重点：集成运放的符号、特点及其分析方法。 本章难点：集成运放的线性和非线性应用。 教学时数：4学时 教学方法：自学+多媒体教学 集成运算放大器简介 一、集成运算放大器的组成 1、输入级：输入电阻高，能减小零点漂移和抑制干扰信号，都采用带恒流源的差放。 2、中间级：要求电压放大倍数高。常采用带恒流源的共发射极放大电路构成。 3、输出级：与负载相接，要求输出电阻低，带负载能力强，一般由互补对称电路或射极输出器构成。 4、偏置电路：向集成运放内部各级电路提供即合适又稳定的静态工作点电流，一般由各种电流源电路构成。 二、集成运放电路的图形符号及外形 三、集成运放的理想化条件 1、开环电压放大倍数趋于无穷，A uo 。 2、差模输入电阻趋于无穷， r id 。 3、开环输出电阻趋于0， r o 0 。 4、共模抑制比趋于无穷， K CMR 。 三、理想运放的两个重要结论 1、虚短----净输入电压u p－u N=0，即u p=u N 。教学方法说明 导入新课： 利用多媒体演示实际生产生活中集成运算放大器的外形和应用实例。 在讲集成运放的符号时，注意提醒学生旧的或国外的其他画法，如三角形画法。注意讲清符号中各个部分的含义。 对于理想运放

2、虚断----两个输入端的输入电流为零，即i p=i N=0。小结： 1、集成运算放大电路的组成及各部分电路的作用。 2、集成运算放大电路的图形符号及含义。 3、集成运算放大电路的理想化条件。 4、虚断和虚短。 布置作业：看书 集成运放的线性应用 一、比例运算电路 1、反相比例运算的“虚断”和“虚短”，要说清物理含义，阐明来龙去脉。

集成运算放大器介绍教案

集成运算放大器介绍教 案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

解：分析：电路由第一级的减法运算电路和第二级的加法运算电路组合而成。可分步一步一步求解，先求出o1u ，然后将o1u 看成是第二级的一个输入，即加法运算中的一个输入电压，套用公式： V u u R R u i i 1))2.0(3.0(50100)(121F1o1=--=-= V u R R u R R u o i 6)125 1004.020100()(15F234F2o =+-=+-= （题后感：要先考虑各个量之间的关系，选择合适的公式代入计算。） 四、课后练习 1、作业 同步练习：P41 第1、2、3题 （教学要求：老师提前将习题册题目完成，以备学生来询问及作业批改） 2、课后思考题（提高练习，可以部分学生思考，思考题可放在小黑板上） 求图示电路中u o 与ui 的关系。 R 3 ∞ － + Δ + u o u i 1 R 4 ∞ + － Δ + u o1 R 3 u i 2 ∞ － + Δ + R 1 R 2 R 2 R 4 u o2 A 1 A 2 A 3 附：解答过程（备学生课后来询问解答） 解：电路由两级放大电路组成。第一级由运放A 1、A 2组成，它们都是同相输入，输入电阻很高，并且由于电路结构对称，可抑制零点漂移。根据运放工作在线性区的两条分析依据可知： ) (2o2o12 11 21212 22111u u R R R u u u u u u u u u u i i i i -+= -=-====--+-+- 故： )(212112o2 o1i i u u R R u u -??? ? ??+=- 第二级是由运放A 3构成的差动放大电路，其输出电压为： )(21)(21123 41o 2o 34o i i u u R R R R u u R R u -???? ? ?+-=-= 巩 固 理 论 知 识 讲 解

集成运算放大器电路分析及应用(完整电子教案)

集成运算放大器电路分析及应用（完整电子教案） 3.1 集成运算放大器认识与基本应用 在太阳能充放电保护电路中要利用集成运算放大器LM317实现电路电压检测，并通过三极管开关电路实现电路的控制。首先来看下集成运算放大器的工作原理。 【项目任务】 测试如下图所示，分别测量该电路的输出情况，并分析电压放大倍数。 R1 15kΩ R3 15kΩ R4 10kΩ V2 4 V XFG1 1 VCC 5V U1A LM358AD 3 2 4 8 1 VCC 3 5 2 4 R1 15kΩR2 15kΩ R3 15kΩ R4 10kΩ V2 4 V XFG1 1 VCC 5V U1A LM358AD 3 2 4 8 1 VCC 3 5 2 4 函数信号发生器函数信号发生器 (a)无反馈电阻(b)有反馈电阻 图3.1集成运算符放大器LM358测试电路(multisim) 【信息单】 集成运放的实物如图3.2 所示。 图3.2 集成运算放大 1.集成运放的组成及其符号 各种集成运算放大器的基本结构相似，主要都是由输入级、中间级和输出级以及偏置电路组成，如图3.3所示。输入级一般由可以抑制零点漂移的差动放大电路组成；中间级的作用是获得较大的电压放大倍数，可以由共射极电路承担；输出级要求有较强的带负载能力，一般采用射极跟随器；偏置电路的作用是为各级电路供给合理的偏置电流。

图3.3集成运算放大电路的结构组成 集成运放的图形和文字符号如图 3.4 所示。 图3.4 集成运放的图形和文字符号 其中“-”称为反相输入端，即当信号在该端进入时， 输出相位与输入相位相反； 而“+”称为同相输入端，输出相位与输入信号相位相同。 2.集成运放的基本技术指标 集成运放的基本技术指标如下。 ⑴输入失调电压 U OS 实际的集成运放难以做到差动输入级完全对称，当输入电压为零时，输出电压并不为零。规定在室温(25℃)及标准电源电压下，为了使输出电压为零，需在集成运放的两输入端额外附加补偿电压，称之为输入失调电压U OS ，U OS 越小越好，一般约为 0.5～5mV 。 ⑵开环差模电压放大倍数 A od 集成运放在开环时(无外加反馈时)，输出电压与输入差模信号的电压之比称为开环差模电压放大倍数A od 。它是决定运放运算精度的重要因素，常用分贝(dB)表示，目前最高值可达 140dB(即开环电压放大倍数达 107 )。 ⑶共模抑制比 K CMRR K CMRR 是差模电压放大倍数与共模电压放大倍数之比，即od CMRR oc A K =A ，其含义与差动放大器中所定义的 K CMRR 相同，高质量的运放 K CMRR 可达160d B 。 ⑷差模输入电阻 r id r id 是集成运放在开环时输入电压变化量与由它引起的输入电流的变化量之比，即从输入端看进去的动态电阻，一般为M Ω数量级，以场效应晶体管为输入级的r id 可达104M Ω。分析集成运放应用电路时，把集成运放看成理想运算放大器可以使分析简化。实际集成运 放绝大部分接近理想运放。对于理想运放，A od 、K CMRR 、r id 均趋于无穷大。 ⑸开环输出电阻 r o r o 是集成运放开环时从输出端向里看进去的等效电阻。其值越小，说明运放的带负载能力越强。理想集成运放r o 趋于零。 其他参数包括输入失调电流I OS 、输入偏置电流 I B 、输入失调电压温漂 d UOS /d T 和输入失调电流温漂 d IOS /d T 、最大共模输入电压 U Icmax 、最大差模输入电压 U Idmax 等，可通过器件

集成运算放大器的外特性及参数

集成运算放大器的外特性及参数 1. 理想集成运算放大器 所谓理想运放就是将各项技术指标理想化的集成运放，即认为： 开环差模电压放大倍数 Od A ＝∞； 差模输入电阻 id R ＝∞； 输出电阻 O R ＝０； 共模抑制比 CMR K ＝∞； 输入偏置电流 id I ＝０； 上限频率 H f ＝∞ 。 2. 集成运算放大器的电压传输特性 我们称集成运放输出电压O U 与其输入电压id U 之间的关系曲线为电压传输特性，集成运放的电压传输特性如图2-15（a ）所示。 (a) (b) 图2-15 集成运放的电压传输特性 (a) 集成运放的电压传输特性 (b) 理想集成运放的电压传输特性 在id U 很小的范围内为线性区，id od O U A U =，输出电压的最大值为OM U ±，当

od OM A | |U U ＞||id 时，输出信号O U 不再跟随id U 线性变化，进入饱和工作区（非线性区） 。由于集成运放的开环差模电压放大倍数Od A 非常高，一般为10４ ～10７ ，即80～140dB ，所以它的线性区非常窄,图2-15（b ）为理性运算放大器的电压传输特性。如果输出电压最大值 V U O M 13±=±。Od A ＝５×10５，那么只有当输入信号｜id U ｜＜26μV 时，电路才会工作 在线性区。否则输出级就将工作在正向饱和或负向饱和状态，输出电压O U 不是OM U +就是 OM U -。其饱和值OM U ±接近正、负电源电压值。 3. 集成运算放大器的参数 集成运算放大器的性能可以用各种参数来表示，了解这些参数有助于正确选择和使用各种不同类型的集成运放。常用的典型集成运算放大器的参数详见表2－1。 表2－1典型集成运算放大器的参数表

集成运算放大器教案

集成运算放大器教案 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

第五章集成运算放大器 第一节直流放大器 教学目的：1、了解直流放大器的概念。 2、掌握直流放大器存在的问题。 3、掌握解决直流放大器零点漂移的问题。 4、掌握差动放大器的工作原理。 教学重点：1、直流放大器存在的问题。 2、差动放大器抑制零漂的工作原理。 教学难点：1、差动放大器抑制零漂的工作原理。 教学方法与手段：1、教师讲授与学生练习相结合。 2、板书与多媒体课件相结合。 课时计划：3课时 一、集成运算放大器 集成运算放大器——高增益的直接耦合的集成的多级放大器。 集成电路的工艺特点： （1）元器件具有良好的一致性和同向偏差，因而特别有利于实现需要对称结构的电路。 （2）集成电路的芯片面积小，集成度高，所以功耗很小，在毫瓦以下。 （3）不易制造大电阻。需要大电阻时，往往使用有源负载。 （4）只能制作几十pF以下的小电容。因此，集成放大器都采用直接耦合方式。如需大电容，只有外接。 81

82 （5）不能制造电感，如需电感，也只能外接。 直流放大器：用来放大缓慢变化的信号或某个直流量的变化的放大电路，称为直流放大器。 二、 流放大器存在的两个问题 1、 前后级静态工作点相互影响的问题。 解决的方法是：在后级发射极加电阻、在后级发射极加二极管、用PNP 型管与NPN 型管互补构成。 2、 存在零点漂移。 零点漂移：输入ui=0时，，输出有缓慢变化的电压产生。 产生零漂的原因：由温度变化引起的。当温度变化使第一级放大器的静态工作点发生微小变化时，这种变化量会被后面的电路逐级放大，最终在输出端产生较大的电压漂移。因而零点漂移也叫温漂。 零漂的衡量方法：将输出漂移电压按电压增益折算到输入端计算。 3. 减小零漂的措施 用非线性元件进行温度补偿 采用差动放大电路 三、 差动放大器 u o t u u i1 i2

新标准下LM324集成运算放大器的制作教案

《新标准下的LM324集成运算放大器原理图符号的制作》教案 学时：2课时刘金娟【教学目标】 知识和技能目标： 1.会建立多组件原理图库； 2.能够绘制LM324集成运算放大器的原理图符号。 过程和方法目标： 1. 通过对LM324集成运算放大器原理图符号的绘制掌握绘制多部件元器件原理图符号的方法； 2. 通过原理图的绘制提高元器件符号的制作与应用。 情感和态度目标： 1.养成善于观察和总结的良好习惯； 2.通过小组的检查培养团结协作精神。 【教学重点】 1. LM324集成运算放大器原理图符号用新符号绘制； 2. 多部件元器件符号的制作方法。 【教学难点】 多部件元器件符号的制作方法及应用。 【教学过程】 1.原理图的绘制。 绘制下述电路原理图。 第一节课让学生绘制上述电路原理图。

经过上节课原理图的绘制，大家可能会发现几个问题：1.任务书中的电位器需要自己进行绘制，元件库中没有相同的元器件；2.从元件库中搜索到的LM324与任务书中的LM324符号不一致。 2.对比从库中搜索到的LM324和任务书中的LM324。 教师讲解：这两个符号表示的都是LM324集成运放，之所以不同是因为一个是以前的老标准，一个是新标准下的图形符号。 引导学生对比这两个符号，找出其共同点和不同点。 相同点：都有5个引脚。不同点：形状不同；图形中的标注不同。 新标准下的图形符号中，“三角形”表示放大器，三角所指方向为信号传输方向，“无穷大”表示该放大器的开环电压放大倍数。注：开环电压放大倍数为无穷大是理想集成运算放大器的特性。分析完之后，就是绘制新标准下的LM324的原理图符号，由此引出本节课的课题。 3.新标准下的LM324集成运算放大器原理图符号的制作（重点）。 （1）电位器与LM324集成运算放大器构成的对比 前面已经讲解过电位器的制作过程，将LM324与电位器进行对比，找到构成他们的基本要素和构成部分。由此得出单部件元器件与多部件元器件的概念。

集成运算放大器教案

第五章集成运算放大器 第一节直流放大器 教学目的：1、了解直流放大器的概念。 2、掌握直流放大器存在的问题。 3、掌握解决直流放大器零点漂移的问题。 4、掌握差动放大器的工作原理。 教学重点：1、直流放大器存在的问题。 2、差动放大器抑制零漂的工作原理。 教学难点：1、差动放大器抑制零漂的工作原理。 教学方法与手段：1、教师讲授与学生练习相结合。 2、板书与多媒体课件相结合。 课时计划：3课时 一、集成运算放大器 集成运算放大器——高增益的直接耦合的集成的多级放大器。集成电路的工艺特点： （1）元器件具有良好的一致性和同向偏差，因而特别有利于实现需要对称结构的电路。 （2）集成电路的芯片面积小，集成度高，所以功耗很小，在毫瓦以下。 （3）不易制造大电阻。需要大电阻时，往往使用有源负载。（4）只能制作几十pF以下的小电容。因此，集成放大器都采用直接耦合方式。如需大电容，只有外接。

（5）不能制造电感，如需电感，也只能外接。 直流放大器：用来放大缓慢变化的信号或某个直流量的变化的放大电路，称为直流放大器。 二、 流放大器存在的两个问题 1、 前后级静态工作点相互影响的问题。 解决的方法是：在后级发射极加电阻、在后级发射极加二极管、用PNP 型管与NPN 型管互补构成。 2、 存在零点漂移。 零点漂移：输入ui=0时，，输出有缓慢变化的电压产生。 产生零漂的原因：由温度变化引起的。当温度变化使第一级放大器的静态工作点发生微小变化时，这种变化量会被后面的电路逐级放大，最终在输出端产生较大的电压漂移。因而零点漂移也叫温漂。 零漂的衡量方法：将输出漂移电压按电压增益折算到输入端计算。 3. 减小零漂的措施 用非线性元件进行温度补偿 采用差动放大电路 三、 差动放大器 u o t +_ +_+ +－－ V CC u u c i1 i2T T 1 2 R c R b R b R o u R EE e V

第四章集成运放教案

第4章集成运算放大器 本章要求：1．了解集成运算放大电路的组成与特点。 2．熟悉运算放大器的图形符号和工作特点。 3．掌握运算放大器闭环和开环状态下的分析方法。 4．熟悉单门限比较器、双门限比较器的组成和工作原理。本章重点：集成运放的符号、特点及其分析方法。 本章难点：集成运放的线性和非线性应用。 教学时数：4学时 教学方法：自学+多媒体教学 4.1 集成运算放大器简介 一、集成运算放大器的组成 1、输入级：输入电阻高，能减 小零点漂移和抑制干扰信号，都采用 带恒流源的差放。 2、中间级：要求电压放大倍数高。常采用带恒流源的共发射极放大电路构成。 3、输出级：与负载相接，要求输出电阻低，带负载能力强，一般由互补对称电路或射极输出器构成。 4、偏置电路：向集成运放内部各级电路提供即合适又稳定的静态工作点电流，一般由各种电流源电路构成。 二、集成运放电路的图形符号及外形教学方法说明 导入新课： 利用多媒体演示实际生产生活中集成运算放大器的外形和应用实例。 在讲集成运放的符号时，注意提醒学生旧的或国外的其他画法，如三

三、集成运放的理想化条件 1、开环电压放大倍数趋于无穷，A uo? ￥ 。 2、差模输入电阻趋于无穷，r id ? ￥。 3、开环输出电阻趋于0，r o? 0 。 4、共模抑制比趋于无穷，K CMR? ￥ 。 三、理想运放的两个重要结论 1、虚短----净输入电压u p－u N=0，即u p=u N 。 2、虚断----两个输入端的输入电流为零，即i p=i N=0。小结： 1、集成运算放大电路的组成及各部分电路的作用。 2、集成运算放大电路的图形符号及含义。 3、集成运算放大电路的理想化条件。 4、虚断和虚短。 布置作业：看书角形画法。注意讲 清符号中各个部分的含义。 对于理想运放的“虚断”和“虚短”，要说清物理含义，阐明来龙去脉。

直流与集成运算放大器教案

课题 5.7直流与集成运算放大器 教学目标【知识目标】 掌握直流与集成运算放大器的工作原理 【能力目标】 1.直流放大器 2.集成运算放大器 【德育目标】培养学生对探索研究的能力 教 学重点集成运算放大器 教 学 难 点 直流放大器 教 学时间2课时（第16周） 教 具 准 备 电阻、三极管、电源 教学组织与实施 教师活动学生活动 【新课导入】 集成运算放大器是线性集成电路中最通用的一种。线性集 成电路的使用范围很广，但要标准化比较困难。而集成运算放大 器与整个线性集成电路相比，在使用范围上相对较窄，因而标准 化比较容易。 【新课讲授】 1.直流放大器 概念：用来放大缓慢变化的信号或某个直流量的变化（统称为直 流信号）的放大电路，称为直流放大器。 特点：在低频时有很好的幅频特性；前后级静态工作点相互影响； 零点漂移现象。 2.零点漂移 就是当放大器的输入信号为零时，输出信号得到的值不为零， 即输出信号偏离输入信号而形成的上、下漂移，简称“零漂”。 一、产生零点漂移的原因：产生零点漂移的原因很多，如电 源电压的波动，电路元件参数和晶体管特性参数的变化，温度的 变化等等，其中影响最为严重的是温度的变化。这些变化使各级 放大电路的静态工作点发生相应变动。因为各级放大电路之间没 有隔直元件，前级静态工作点的微小变化将会逐级传递、放大， 而在输出端产生一个缓慢变化的漂移信号电压。放大电路的级数 愈多，放大倍数愈高，零点漂移就愈大。 懂得什么是直流放大器

二、抑制零漂最常用的办法是：运算放大器的第一级采用差动放大电路，以实现对温度变化和电源电压波动的补偿。 3.差动放大器 差动放大器的特点是静态工作点稳定，对共模信号有很强的抑制能力，它唯独对输入信号的差（差模信号）做出响应，这些特点在电子设备中应用很广。集成运算放大器几乎都采用差动放大器作为输入级。这种对称的电压放大器有两个输入端和两个输出端，电路使用正、负对称的电源。根据电路的结构可分为：双 端输入双端输出，双端输入单端输出，单端输入双端输出及单端输入单端输出四种接法。凡双端输出，差模电压增益与单管共发放大器相同；而单端输出时，差模电压增益为双端输出的一半，另外，若电路参数完全对称，则双端输出时的共模放大倍数=0，其实测的共模抑制比将是一个较大的数值，愈大，说明电路抑制共模信号的能力愈强。 4.集成运算放大电路 集成运算放大电路是一种直接耦合的多级放大电路，它是利用半导体的集成工艺，实现电路、电路系统和元件三结合的产物。由于采用集成工艺，可以使相邻元器件参数的一致性好，且采用多晶体管的复杂电路，使之性能做得十分优越。集成运算放大器的型号各异，但用得最为普遍的是通用型集成运放，其内部电路一般为差分输入级、中间级和互补输出级，并带有各种各样的电流源电路。 集成电路的分类： 一．按功能分：模拟集成电路、数字集成电路 二．按电路类型分：集成运算放大器、集成功率放大器、 集成电路的特点 一．对称性好，工作稳定。 二．电阻、电容一般用三极管的结电阻、结电容代替。因此,大电容、大电阻一般得另想办法。 三．PNP管为横向PNP管，β较小。 了解差动放大器和集成运算放大器

集成运算放大器构成的基本运算电路教案

集成运算放大器构成的基本运算电路 陈炳晓 一、教学目标 1、掌握虚断，虚短的含义 2、掌握反相比例运算放大器的电路结构及运算关系。 3、初步会使用集成运放 二、重点，难点 重点：反相比例运算放大器的特点。 难点：应用运放在线性区的两条重要结论，推导运算关系。 三、教学设计 回顾：1、集成运算放大器的电路结构。 2、理想运放工作在线性区两个重要的结论。 u+ = u_ i+ = i_ =0 师：学习集成运算放大器的目的在于认识其外型和性能特点，在此基础上了解其应用，运算放大器的内部电路很复杂，但是我们在学习过程中可以始终把它作为一个电路元件看，看成是一个有两个输入端，一个输出端的三端放大器，现探讨一些基本应用电路。导入课题。如图 R2 一、电路结构（看懂电路图） 引导学生指出该电路结构特点。 （1）、输入方式： （2）、反馈方式：

（3）、R2为平衡电阻： （4）、电路功能名称： 二、运算关系（会分析和使用集成运放） 运算关系的推导，这是是本节课的难点。从电路结构可知集成运放是工作在线性区。 设想： 首先引导学生根据理想运放的两个重要的结论，得出N 点为虚地，即V N =0; 其次简化电路图（如下图）； 最后根据有关电路定律（欧姆定律、电位与电压的关系）得出结果。 1：运算关系： V o = -i V R Rf 1 学生讨论：V o 与Vi 的线性范围。 2：电路仿真：验证结果，增加形象化和趣味性。 3：闭环电压放大倍数： A VF = - 1 R Rf 思考：上式说明了什么？ （4）：小结推导思路。 三、练习 1、如右图所示电路中，已知R2=3k,R3=6k, Vcc=12V, V Z1= 5V , 求Vo 的值。 R 1 R F V N =0 V Z1 R2