模电课件 CH02运算放大器.ppt

* * 2.1 集成电路运算放大器 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 2.1 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 图2.1.1 集成运算放大器的内部结构框图 2.1 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 图2.1.2 运算放大器的代表符号 （a）国家标准规定的符号 （b）国内外常用符号 2. 运算放大器的电路模型 图2.1.3 运算放大器的电路模型 通常： 开环电压增益 Avo?105 （很高） 输入电阻 ri ? 106Ω （很大） 输出电阻 ro ? 100Ω （很小） vO＝Avo(vP－vN) （ V－＜ vO ＜V＋ ） 注意输入输出的相位关系 2. 运算放大器的电路模型 当Avo(vP－vN) ?V＋ 时 vO＝ V＋ 当Avo(vP－vN) ? V-时 vO＝ V- 电压传输特性 vO＝ f (vP－vN) 线性范围内 vO＝Avo(vP－vN) Avo——斜率 end 2.2 理想运算放大器 1. vo的饱和极限值等于运放的电源电压V＋和V－ 2. 运放的开环电压增益很高 若（vP－vN）＞0 则 vO= +Vom=V＋ 若（vP－vN）＜0 则 vO= –Vom=V－ 3. 若V－ vO V＋  则 （vP－vN）?0 4. 输入电阻ri的阻值很高  使 iP≈ 0、iN≈ 0 5. 输出电阻很小， ro ≈ 0 理想：ri≈∞ ro≈0 Avo→∞ vo＝Avo(vp－vn) 图2.2.1 运放的简化电路模型 2.3 基本线性运放电路 2.3.1 同相放大电路 2.3.2 反相放大电路 2.3-2.4 均用正弦小信号作测试信号进行分析 2.3.1 同相放大电路 （a）电路图 （b）小信号电路模型 图2.3.1 同相放大电路 1. 基本电路 2.3.1 同相放大电路 2. 负反馈的基本概念 开环 闭环 反馈：将放大电路输出量，通过某种方式送回到输入回路的过程。 瞬时电位变化极性——某时刻电位的斜率 电路有 vo ＝ Avo (vp－vn) 引入反馈后 vn? 0，vp(vi)不变 → (vp－vn)↓ → vo↓ 使净输入减小，增益Av＝vo/vi下降，这时的反馈称为负反馈。 2.3.1 同相放大电路 3. 虚假短路 图中输出通过负反馈的作用，使vn自动地跟踪vp， 即vp≈vn，或vid＝vp－vn≈0。这种现象称为虚假短路，简称虚短 由于运放的输入电阻ri很大，所以，运放两输入端之间的 ip＝-in ＝ (vp－vn) / ri ≈0，这种现象称为虚断。 由运放引入负反馈而得到的虚短和虚断两个重要概念，是分析由运放组成的各种线性应用电路的利器，必须熟练掌握。 2.3.1 同相放大电路 4. 几项技术指标的近似计算 （1）电压增益Av 根据虚短和虚断的概念有 vp≈vn， ip＝-in＝0 所以 （可作为公式直接使用） 2.3.1 同相放大电路 4. 几项技术指标的近似计算 （2）输入电阻Ri 输入电阻定义 根据虚短和虚断有 vi＝vp，ii ＝ ip≈0 所以 （3）输出电阻Ro Ro→0 2.3.1 同相放大电路 5. 电压跟随器 根据虚短和虚断有 vo＝vn≈ vp＝ vi （可作为公式直接使用） 电压跟随器的作用 无电压跟随器时 负载上得到的电压 有电压跟随器时 ip≈0，vp＝vs 根据虚短和虚断有 vo＝vn≈ vp＝ vs 2.3.2 反相放大电路 （a）电路图 （b）由虚短引出虚地vn≈0 图2.3.5 反相放大电路 1. 基本电路 2. 几项技术指标的近似计算 （1）电压增益Av 根据虚短和虚断的概念有 vn≈ vp＝ 0 ， ii＝0 所以 i1＝i2 即 （可作为公式直接使用） 2.3.2 反相放大电路 2. 几项技术指标的近似计算 （2）输入电阻Ri （3）输出电阻