《利用三极管设计实现简单运算放大器》-毕业设计(论文).docVIP

精品论文 PAGE XXXXXX学 院 毕 业 论 文 题目：利用三极管设计实现简单运算放大器 学生姓名： 学 号： 班 级： 专 业： 指导老师： 摘 要 运算放大器（常简称为“ 运放”）是具有很高放大倍数的电路单元。由于早期应用于模拟计算机运算，故得名“运算放大器”，此名称一直延续至今。运放是一个从功能的角度命名的电路单元，可以由分立的器件实现，也可以实现在半导体芯片当中。随着半导体技术的发展，如今绝大部分的运放是以单片的形式存在。现今运放的种类繁 多，广泛应用于几乎所有的行业中。 运算放大器最早被设计出来的目的是将电压类比成数字，用来进行加、减、乘、除的运算，同时也成为实现模拟计算机（analog computer）的基本建构方块。然而，理想运算放大器的在电路系统设计上的用途却远超过加减乘除的计算。今日的运算放大器，无论是使用晶体管（transistor）或真空管（vacuum tube）分立式（discrete）元件或集成电路（integrated circuits）元件，运算放大器的效能都已经逐渐接近理想运算放大器的要求。早期的运算放大器是使用真空管设计，现在则多半是集成电路式的元件。但是如果系统对于放大器的需求超出集成电路放大器的需求时，常常会利用分立式元件来实现这些特殊规格的运算放大器。 1960年代晚期，仙童半导体（Fairchild Semiconductor）推出了第一个被广泛使用的集成电路运算放大器，型号为μA709，设计者则是鲍伯·韦勒（Bob Widlar）。但是709很快地被随后而来的新产品μA741取代，741有着更好的性能，更为稳定，也更容易使用。741运算放大器成了微电子工业发展历史上一个独一无二的象征，历经了数十年的演进仍然没有被取代，很多集成电路的制造商至今仍然在生产741。直到今天μA741仍然是各大学电子工程系中讲解运放原理的典型教材。 关键字：三极管、运算放大、差动放大 目 录 第一章 概述 5 （一）运算放大器 5 （二）运算放大器的特点 5 第二章 电路设计 6 （一）设计要求 6 （二）设计思路 6 （三）电路图 6 第三章 电路简介 8 （一）晶体管三极管 11 （二）晶体管三极管的特性曲线 14 （三）温度对特性曲线的影响 14 （四）晶体三极管的主要参数 14 （五）放大电路的基础 15 （六）放大电路的三种基本状态 16 （七）差分放大电路 19 （八）多级放大电路 20 第四章 元器件 21 （一）元器件的选择 21 （二）各部分参数 21 （三）参考晶体管电路设计的运算放大器的设计 23 （四）总谐波失真 25 （五）主要元器件的作用 25 （六）实物图制作步骤 25 第五章 心得体会 27 第六章 参考文献 28 第一章 概述 （一）运算放大器 运算放大器（Operational Amplifier,简称OP、OPA、OPAMP）是一种直流耦合﹐差模（差动模式）输入、通常为单端输出（Differential-in, single-ended output）的高增益（gain）电压放大器，因为刚开始主要用于加法，乘法等运算电路中，因而得名。一个理想的运算放大器必须具备下列特性：无限大的输入阻抗、等于零的输出阻抗、无限大的开环回路增益、无限大的共模抑制比的部分、无限大的频宽。最基本的运算放大器如图1-1。一个运算放大器模组一般包括一个正输入端(OP_P)、一个负输入端(OP_N)和一个输出端(OP_O)。 ?????????????????????? 图1-1 通常使用运算放大器时，会将其输出端与其反相输入端（inverting input node）连接，形成一负反馈（negative feedback）组态。原因是运算放大器的电压增益非常大，范围从数百至数万倍不等，使用负反馈方可保证电路的稳定运作。但是这并不代表运算放大器不能连接成正回馈（positive feedback），相反地，在很多需要产生震荡讯号的系统中，正回馈组态的运算放大器是很常见的组成元件。 1、运算放大器的特点 运算放大器Operational Amplifier 简称“运放”，它 的作用是调节和放大模拟信号。它是一种直接耦合的高增益放大器，它可以执行许多线性的工作（部分是非线性的）。 它具有单晶体集成电路的一切优点：体积小、可靠性高、价格低、温度追踪良好。 第二章 电路设