电工电子技术教学课件作者秦雯第7章集成运算放大器课件.ppt

* * 7.1 集成运算放大器基础知识 7.2 理想集成运算放大器 7.3 运算放大器的线性应用 7.4 运算放大器的非线性应用 第 7 章 集成运算放大器 7.1 集成运放简介 7.1.1 集成运算放大器概述 7.1.2 集成运算放大器的主要参数 7.1.3 集成运算放大器的保护 集成电路: 把整个电路的各个元件以及相互之间的联接同时制造在一块半导体芯片上，组成一个不可分的整体。 集成电路特点：体积小、外部接线少、功耗低、可靠性高、灵活性高、价格低。 集成运算放大器：具有很高开环电压放大倍数的直接耦合放大器。用于模拟运算、信号处理、测量技术、自动控制等领域。 引言 7.1.1 集成运放的概述 输入级： 差动放大器，减少零点漂移、提高输入阻抗。 输出级： 射极输出器或互补对称功率放大器，提高 带载能力。 偏置电路： 为各级提供稳定、合适的静态工作点。 输出端 偏置电路 输入级 中间级 输出级 输入端 中间级： 电压放大。 集成运放的外形有双列直插式、扁平式和圆壳式3种，如图所示。 常见集成运算放大器的外形 7.1.2 集成运算放大器的主要参数 2. 输入失调电压 U IO及其温漂dU IO/dT 3. 输入失调电流 IIO及其温漂dI IO/dT 1. 开环差模电压增益 Aud 4.差模输入电阻 r id 5.共模抑制比 KCMR 6. 最大差模输入电压 UIdm 7.最大共模输入电压 UICm 7.1.3 集成运算放大器的保护 1.输入保护 b）同相输入保护 图7-4 输入保护 － ∞ ＋ ＋ － ∞ ＋ ＋ a）反相输入保护 2.电源极性保护 3.输出保护 7.2 理想集成运算放大器 7.2.1 理想集成运算放大器的技术指标 7.2.2 集成运算放大器的工作区 理想化的主要条件： 开环差模电压增益 开环差模输入电阻 开环输出电阻 共模抑制比 在分析运算放大器的电路时，一般把运算放大器看成理想元件。 7.2.1理想运算放大器的技术指标 + – + + – + u+ u– uo 输入失调电压、失调电流以及它们的温漂均为零 带宽 工作在线性区的理想运放 相当于两输入端之间短路, 但又未真正短路，故称 “虚短” 。 相当于两输入端之间断路，但又未真正断路，故称 “虚断”。 2. i+= i– = 0 1. u+= u– ,而uo是有限值, 运放开环输入电阻 由于 故从式 ,可知 + – + + – + u+ u– uo （虚短） （虚断） i– i+ 7.2.2 运算放大器的工作区 理想运放工作在非线性区的特点 （1）理想运放的输出电压 的值 当 ＞ 时， 当 ＜ 时， 在非线性区， “虚短”现象不复存在。 （2）理想运放的输入电流等于零 在非线性区，虽然运放两个输入端的电压不等，即 ，但因为理想运放的 =∞，故仍认为此时的输入电流等于零，即 可见，“虚断”在非线性区仍然成立。 图7-8 集成运放的传输特性 7.3 集成运算放大器的线性应用 7.3.1 比例运算电路 7.3.2 加法运算电路 7.3.3 减法运算电路 7.3.4 积分微分电路 7.3.1 比例运算电路 （1）反相比例运算电路 虚断 虚地 平衡电阻 若 则 iF R1 Rf i1 uI R? + – + – + + – + uo u+ u- （2）同相比例运算电路 可见同相比例运算电路的电压放大倍数必定大于1，而且仅由外接电阻的数值来决定，与运放本身的参数无关。 R1 iF Rf i1 uI R2 + – + + – + uo u+ u- R1 iF Rf i1 uI R2 + – + + – + uo u+ u- 上式表明：输出电压与输入电压之间也存在着比例运算关系，且输出电压与输入电压相位相同。 电压跟随器 当R1