必威体育精装版(天津大学模电课件)运算放大器.ppt

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 特点： 反相端为虚地，所以共模输入可视为0，对运放共模抑制比要求低 输出电阻小，带负载能力强 要求放大倍数较大时，反馈电阻阻值高，稳定性差。 如果要求放大倍数100，R1=100K，Rf=10M 2. 几项技术指标的近似计算 （2）输入电阻Ri （3）输出电阻Ro Ro→0 2.3.2 反相放大电路 当R2 R3时， （1）试证明Vs＝( R3R1/R2 ) Im 解（1）根据虚断有 I1 =0 所以 I2 = Is = Vs / R1 例2.3.3直流毫伏表电路 （2）R1＝R2＝150k?，R3＝1k?，输入信号电压Vs＝100mV时，通过毫伏表的最大电流Im(max)＝？ 又根据虚短有 Vp = Vn =0 R2和R3相当于并联，所以 –I2R2 = R3 (I2 - Im ) 所以 当R2 R3时，Vs＝( R3R1/R2 ) Im （2）代入数据计算即可 2.4 同相输入和反相输入放大电路的其他应用 2.4.1 求差电路 2.4.2 仪用放大器 2.4.3 求和电路 2.4.4 积分电路和微分电路 * 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 在半导体制造工艺的基础上，把整个电路中元器件制作在一块硅基片上，构成特定功能的电子电路，称为集成电路。简单来说，集成电路是把元器件和连接导线全部制作在一小块硅片上而成的电路。 集成电路按其功能来分，有数字集成电路和模拟集成电路。模拟集成电路种类繁多，有运算放大器、宽频带放大器、功率放大器、模拟乘法器、模拟锁相环、模数和数模转换器、稳压电源和音像设备中常用的其他模拟集成电路等。 §引 言 模拟集成电路的特点： 电阻值不能很大，精度较差，阻值一般在几十欧至几十千欧。需要大电阻时，通常用恒流源替代； 电容利用PN结结电容，一般不超过几十pF。需要大电容时，通常在集成电路外部连接。不能制电感，级与级之间用直接耦合； 二极管用三极管的发射结代。比如由NPN型三极管短路其中一个PN结构成。 运算放大器外形图 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2.1.1 集成运算放大器的内部结构框图 集成运算放大器是一种高电压增益，高输入电阻和低输出电阻的多级直接耦合放大电路。 运算放大器方框图 输入级：均采用差动放大电路组成，可减小温度漂移的影响，提高整个电路共模抑制比。 2. 中间级：多采用有源负载的共射极放大电路，有源负载及复合管可提高电压增益。 3. 输出级：互补对称功放。 4. 偏置电路：用以供给各级直流偏置电流，由各种电流源电路组成。 ?表示信号从左(输入端)向右(输出端)传输的方向。 vN vP vO vN vP vO 集成运算放大器的符号 vN或v–：反相输入端，信号从此端输入(vP=0)，输出信号和输入信号反相。 vP或v+：同相输入端，信号从此端输入(vN=0) ，输出信号和输入信号同相。 vO：输出端。 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的?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 电路模型中的输出电压不可能超越正负电源的电压值 输出电压与其两个输入端的电压之间存在线性放大关系，即 集成运放的工作区域 线性区域： Aod为差模开环放大倍数 非线性区域： 输出电压只有两种可能的情况： +UOM或-UOM UOM为输出电压的饱和电压。 uO uP-uN +UOM -UOM 例2.2.1 电路如图2.1.3所示，运放的开环电压增益Avo=2×105,输入电阻ri=0.6MΩ，电源电压V+=+12V,V-=-12V。(1)试求当vo=±