模电16(运算放大器)资料.ppt

归纳与推广 * 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2.1.2 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 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 均属负反馈电路，工作在线性区 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 3. 输入电阻Ri 4. 输出电阻Ro Ro→0 2. 电压增益 同相输入端输入 电压增益为正 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 电压跟随器的作用 无电压跟随器时 负载上得到的电压 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 2.3.2 反相放大电路 （2）输入电阻Ri （3）输出电阻Ro Ro→0 当R2 R3时， （1）试证明VS＝( R3R1/R2 ) IM 解:（1）根据虚断有 II =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 2.4.1 求差电路 从结构上看，它是反相输入和同相输入相结合的放大电路。 当 则 若继续有 则 根据虚短、虚断和n、p点的KCL得： 2.4.1 求差电路 从放大器角度看 时， 增益为 （该电路也称为差分电路或减法电路） 2.4.1 求差电路 一种高输入电阻的差分电路 2.4.2 仪用放大器 2.4.3 求和电路 根据虚短、虚断和n点的KCL得： 若 则有 （该电路也称为加法电路） 2.4.4 积分电路和微分电路 1. 积分电路 式中，负号表示vO与vI在相位上是相反的。 根据“虚短”，得 根据“虚断”，得 因此 电容器被充电，其充电电流为 设电容器C的初始电压为零，则 （积分运算） 2.4.4 积分电路和微分电路 当vI为阶跃电压时，有 vO与 t 成线性关