电工电子技术（祝瑞花）课题15.pptVIP

【新课导入】 1.简略回顾复习“课题14”的内容并尽快导入本课。 2.简略介绍本课题（教材“学习任务6.4、6.5”）的主要教学内容与4学时的安排。 【学习任务】 学习任务1：集成运算放大电路 学习任务2：制作与调试报警器 集成运算放大器 ㈠集成运算放大器的组成 集成运算放大器（以下简称“集成运放”），是一种具有很高放大倍数的多级直接耦合放大电路，是发展最早、应用最广泛的一种模拟集成 电路，具有放大和 运算作用。集成运 放一般由输入级、 中间级、输出级和 偏置电路四部分组 成，如图6-20(a)所 示。 （P175）图6-20 集成运算放大器 (a)电路组成 ㈡集成运算放大器的符号 集成运放的电路符号如图6-20 (b)所示，是一个具有两个输入端、 一个输出端的三端放大器。图中 “+”端为同相输入端，表示输出电 (b)电路符号 压uo与该端输入电压u+同相；“-”端 （P175）图6-20 集成运算放大器 为反相输入端，表示输出电压uo与该端输入电压u- 反相。 与其它放大器一样，集成运放的输出电压uo = Auo ui 。由于集成运放有两个输入端，其ui等于同相输入端和反相输入端的电位差，即： ui = (u+－u-) 故 uo= Auo (u+－u-) 式中 Auo 为放大器未接反馈（指输出端与输入端之间未连接任何元件，可参见“阅读材料9”）时的电压放大倍数， 称为“开环电压放大倍数”。 集成运算放大器 ㈢理想集成运算放大器 ⒈集成运放的三个特点 集成运放在性能上有三个突出特点： ⑴开环电压放大倍数 Auo极高，可达到数百万甚至数千万倍。 ⑵输入电阻 ri 很大，一般有数百千欧到数兆欧。 ⑶输出电阻 ro 很小，一般在几十到数百欧之间。 根据上述的三个特点，为便于分析与应用，可将集成运放视为一个理想的电路模型（即理想集成运算放大器），可近似认为： ⑴开环电压放大倍数 Auo →∞； ⑵输入电阻 ri →∞； ⑶输出电阻 ro → 0 。 ㈢理想集成运算放大器 ⒉两个推论 由此导出理想集成运放的两个重要推论： ⑴虚短 因为理想集成运放的开环电压放大倍数Auo ≈∞，而输出电压uo= Auo(u+ － u- ) 为有限值, 所以净输入电压u+ － u- ≈0, 即 u+ ≈ u- ，两个输入端的电位近似相等，相当于短路，故称为“虚短路”, 简称“ 虚短” 。 ⑵虚断 理想集成运放因为净输入电压为零 (u+ － u- ≈0), 且输入电阻ri ≈∞ , 所以两个输入端的输入电流也均为零, 即 i+≈i- ≈0, 两个输入端与断路相似，故称为“虚断路”, 简称“虚断”。 在分析集成运放的实际电路时，常将集成运放看作理想集成运放，利用“虚短”和“虚断”概念来简化分析过程。 ㈣集成运算放大器的应用 1.反相比例运算电路 反相比例运算电路如图6-21所示，输入 电压ui通过电阻R1作用于集成运放的反相输 图6-21 反相比例运算电路 入端，故输出电压 uO与 ui 反相 , 电阻Rf 跨接在集成运放的输出端和反相输入端之间，同相输入端通过RP接地， RP为补偿电阻，以保证集成运放的对称性，取RP =R1//Rf。 根据“虚短”的概念，可得u+- u-≈ 0 ，而u+ =0，所以u-≈ 0，故称“虚地”，则有 u+－u- u- －uo uo