理想运算放大器+-+-+

1FundamentalofElectronicTechnologyCTGU22.1集成运算放大器2.2理想运算放大器2.3基本线性运放电路2.4同相输入和反相输入放大电路的其他应用31.掌握基本运算电路的构成及其信号运算关系；2.掌握运算放大器线性应用与非线性应用的特点。4一、集成运算放大器的内部组成单元输入级中间级偏置电路输出级输入端输出端输入级：由差放构成。可减小零点漂移和抑制干扰。中间级：共射放大电路。用于电压放大。输出级：互补对称电路。降低输出电阻，提高带载能力。偏置电路：由恒流源电路构成。确定运放各级的静态工作点。2.1集成电路运算放大器5在制造工艺上，运放中很难制造电感、电容元件，所以需要时一般都采取外接的方法。制造电阻比较容易，而制造晶体管却最容易。运放举例：LM741LM74112348765∞741761432582—反相输入端出于集成化的原因及放大缓变信号和直流信号的需要，运放各级之间均采用直接耦合的方式。6—输出端3—同相输入端4—正电源端7—负电源端8—闲置端（NC）1、5—接调零电位器6二、运放代表符号++-u-u+uo国家标准规定符号国外常用符号三、运算放大器的电路模型＋－＋－＋－＋－Avo(vp-vN)VpvNvoriro7o+Uo(sat)-Uo(sat)实际特性理想特性u+-u-开环电压放大倍数高(104-107)；输入电阻高（约几百KΩ）；输出电阻低（约几百Ω）；漂移小、可靠性高、体积小、重量轻、价格低。四电压传输特性Vo=Avo(vp-vN)83）开环输出电阻ro→02）差模输入电阻rid→∞4）共模抑制比KCMRR→∞理想运放及其分析依据理想化条件：1）开环电压放大倍数Auo→∞2.2理想运算放大器＋－＋－＋－＋－Avo(vp-vN)VpvNvo9反相放大电路同相放大电路sVdVoV1ZfZNPsVdVoV1ZfZNP电路形式：反馈类别：电压并联负反馈电压串联负反馈分析要点：抓住虚断与虚地：0,0NdVI抓住虚断与虚短：sPofNVVVZZZV11闭环电压增益：1ZZAfVF11ZZAfVF2.3基本线性运放电路101.比例运算电路vIvO-+RfR1AvNvPR2电压并联负反馈0PNvv（1）反相比例运算电路利用虚短和虚断得fON1NIRvvRvvI1fOvRRv输出与输入反相111.比例运算电路vIvO-+RfR1AvNvP电压串联负反馈IPNvvv（2）同相比例运算电路利用虚短和虚断得fON1N0RvvRvI1fO)1(vRRv输出与输入同相vIvO-+AvNvP电压跟随器IOvv122.加法电路1NS1-RvvfON-Rvv根据虚短、虚断和N点的KCL得：2S2f1S1fO-vRRvRRvf21RRR若0PNvv2NS2-RvvR2RfR1vS2vS1iIvONP+–则有2S1SO-vvv（加法运算）输出再接一级反相电路R2RfR1vS2vS1iIvO1NP+–RRvO+–2S1SOvvv可得133.减法电路O1vS111fvRR第一级反相比例第二级反相加法OvS222fvRRO122fvRR（1）利用反相信号求和以实现减法运算Ov即S111f22fvRRRRS222fvRR当时22f11fRRRR，得2S1SOvvv（减法运算）14从结构上看，它是反相输入和同相输入相结合的放大电路。fON1NS1RvvRvv（2）利用差分式电路以实现减法运算3P2PS20RvRvvS11fS23231f1O))((vRRvRRRRRRv当,231fRRRR则)(S1S21fOvvRRv若继续有,1fRR则S1S2Ovvv根据虚短、虚断和N、P点的KCL得：PNvv154.积分电路式中，负号表示vO与vS在相位上是相反的。根据“虚短”，得根据“虚断”，得0PNvv0Ii即0Iv因此RviiS12电容器被充电，其充电电流为2i设电容器C的初始电压为零，则tRvCtiCvvd1d1S2OItvRCvd1SO（积分运算）16当vS为阶跃电压时，电容将以恒流的方式进行充电，输出电压vo与时间t成近似线性关系:4.积分电路当t=时，-vo=Vs。当t时，vo增大，直到-vo=+Vom，即运放输出电压的最大值Vom受直流电源电压的限制，致使运放进入饱和状态，vo保持不变，而停止积分。dtvRCvSO1tRCVStVS175.微分电路0,0IIivdtdvRCvso利用虚地、虚断有：dtdvCiiis21设电容器C初始电压为零，当接入信号电压后，有：dtdvRCiRvvsOI上式表明，输出电压vo正比于输入电压vs对时间的微分。18当输入信号vs为图a所示的阶跃信号时，在t=0时，输出电压为一有限值，随着电容器C的充电，输出电压逐渐地衰减，最后趋于零。如图b所示。SVsvtoasvRCovIvIi1i2i微分电路otovb