电路分析基础集成运算放大器.ppt

4.4 含运放电路的节点分析 运算放大器及其等效电路 运放的输入-输出特性 输入电压为 ui = u+- u-，当 ui -e 或 ui e 时，输出电压趋于饱和，保持恒定值U0S和-U0S。这是由于运算放大器内部晶体管的非线性特性造成的。 当 -e ui e 时，特性曲线为经过原点的直线，表明输出电压随输入电压的增加而线性增加。设直线的斜率为A，则 u0=Aui 。A称为开环放大倍数。 运放的等效电路 理想运放的特点 作为电路元件的运算放大器，是实际运算放大器的理想化模型，理想条件包括： 开环放大倍数 A=? 输入电阻 Ri=? 输出电阻 R0=0 根据这些理想条件，可得出理想运放的如下特性： 由于 A=?。运放的输出电压 u0总为有限值，可得： ui=0。 即 u+= u-， 称为“虚短路”。 由于 Ri=?。所以两输入端的电流为0。即 i+= i-=0。称为“虚断路”。 含运放的节点法 注意两条 由于 R0=0。所以运放的输出特性与电压源相似。由 u0=Aui 无法计算，而应通过运放外部联接的电路来进行计算。故输出端设节点，但不列该节点的方程，其输出电流也无法确定。 列写节点方程时，运用运放的“虚短”和“虚断”两条规则。 简单电路一般运用运放的两条规则计算； 复杂电路采用节点法分析比较方便。 例 4-15 设下列运放均为理想的，试标出各电路的输出电压值。 例 4-15 设下列运放均为理想的，试标出各电路的输出电压值。 例 4-17 求图示电路的电压比 。 例 4-18 求图示电路的电压比 。 本章小结 电路分析的2b方法是电路方程的基础。支路电流法和支路电压法由此产生。 网孔分析法也称网孔电流法。是以网孔电流为未知量，网孔电流用来求支路电流。 如果采用网孔分析，首先确定该网络是否为平面网络。 对每个网孔，指定一个网孔电流及参考方向。 如果电路只包含电压源，沿每个网孔应用KVL。 如果电路包含电流源，对位于两个网孔之间的每个电流源建立一个超网孔，然后沿每个网孔和超网孔应用KVL。 本章小结 节点分析法也称节点电压法。是以节点电压为未知量，节点电压用来求支路电流。 如果采用节点分析。 选取其中一个节点作为参考节点。然后标出节点电压。这些节点电压实际上是节点对参考点的电位。 如果电路只包含电流源，对各非参考节点应用KCL。 如果电路包含电压源，分别对各个电压源构造一个超节点，然后对所有的非参考节点和超节点应用KCL。 弥尔曼定理适用于只有一个独立节点的电路。对于支路多的电路十分有效。 本章小结 对于一个平面电路，是采用网孔分析还是节点分析。应该选择可以得到最少的联立方程个数的方法。 如果两种方法的方程个数一样多，则要看未知量。因为节点分析直接给出节点电压，而网孔分析是直接给出网孔电流。 理想运放的模型基于以下近似：开环增益A无限大，输入电阻无限大，输出电阻为零。 在分析理想运放电路时，必须用到以下两条规则： 输入电流为零，即：“虚断”。 输入电压为零，即：“虚短”。 对于较复杂的运放电路，一般采用节点分析法。 在实际电路中，运放的输出电压范围受实际供电电源电压的限制。 课堂练习 自测题4-9 自测题4-10 自测题4-11 * 电信学院 电信学院 * 反相输入端u- 同相输入端u+ u0输出端 运算放大器的符号 +UCC -UCC A u0 ui U0S -U0S 运放的输出电阻 典型值在50?～100? 运放的输入电阻 典型值在2?106?以上 运放的开环放大倍数 典型值在2?105以上 u0 u- u+ u0 u0 u0=6V u0=6V u0=4V u0 u01 u0 ui ① ② 解：列节点方程： 应用运放规则： 可解得： 解：列节点方程： 应用运放规则： 可解得： u0 ui ① ② 下一节 作业: 4-15,4-16 选做: 4-21 * * * 电信学院 电信学院