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第7章 集成运算放大器 一、理想运算放大器： a 表示符号 b 特点 c 分析理想运放的依据 优点：体积小，重量轻，功耗低，可靠性 高，价格便宜。 分类1：SSI，MSI，LSI，VLSI。 分类2：数字集成电路，模拟集成电路。 模拟集成电路：集成运算放大器，集成功率放大器，集成稳压电源，集成A/D、D/A转换器等。 第7章 集成运算放大器 集成运算放大器的简称：集成运放。 集成运算放大器：是一种高放大倍数、高输入电阻、低输出电阻的多级直接耦合放大器。 集成运放的应用几乎遍及所有电子技术领域，如应用于信号运算、信号处理、信号测量等。 本章主要介绍集成运放的基本组成、特性、运放中的反馈网络及运放基本应用电路。 各级之间采用直接耦合，不采用电容元件，大多采用外接电容器。 输入级采用差分放大电路，温度漂移很小。 采用晶体管恒流源代替电阻。 集成电路中的二极管都采用晶体管构成。 输入失调电压 UIO； 输入失调电流 IIO； 输入偏置电流 IIB； 开环差模电压放大倍数 Auo； 最大差模输入电压 Uidmax； 最大共模输入电压 Uicmax； 最大输出电流Iomax； 最大输出电压 Uomax； 差模输入电阻 rid 和输出电阻ro。 两个输入端的电流为零 ； 当 时， ； 当 时， ； 饱和区的判定： 输入端不取电流（“虚断”） ； 两个输入端子的信号关系满足“虚短” ； 输出信号满足 ； “接地”与“虚地”。 例题7.1.1 F007运放的正负电源电压为±15V，开环电压放大倍数 Auo=2×105， ±Uo(sat)= ±13V。今有以下几种输入电压，试求出输出电压的大小及极性。 (1) u+ = +15μV, u- = -10μV ； (2) u+ = - 5μV , u- = +10μV； (3) u+ = 0 V , u- = + 5 mV； (4) u+ = +5 mV , u- = 0 V 。 P208 例题：7.4.2 P209例题7.4.3 P211例题7.4.4 R R 2 R 1 F u i u o Au=-（RF/R1）= -20/10= -2 uo= Au ui=(-2)(-1)=2V R2=R1//RF=10//20=6.7 k? 例题：R1=10k? , RF=20k? , ui = -1V。 求：uo 、R2应为多大？ R R 2 R 1 F u i u o 1. 反相比例运算电路 此时的电路称为反相器 ib+ =0 ib- =0, u-= u+=0 _ + ? + ? RF R1 RP ui uo i1 iF ib- ib+ R2 R3 i2 i3 uF i1 =iF = i2 +i3 ui R1 -uF RF = = -uF RF uF -uo R2 uF R3 + uo = - ui R1 RF + R2 + RF R2 R3 R1 RF + R2 + RF R2 R3 Au= – RP=R1//(RF + R2 //R3) 1. 反相比例运算电路 1. 反相比例运算电路 电流并联负反馈：该电路可以用低阻值的RF 获得较高的电压放大倍数。 _ + ? + ? RF R1 RP ui uo i1 iF ib- ib+ R2 R3 i2 i3 uF 2. 同相比例运算电路 u-= u+= ui i+ =0 i- =0 _ + ? + ? RF R1 R2 ui uo iF i1 Au=1+ RF R1 iF=i1 R2=R1//RF F 1 电压串联负反馈 _ + ? + ? RF R1 R2 ui uo iF if 例题： R1=10k? , RF=20k? , ui =-1V。求:uo ，R2应为多大？ uo= Au ui=(3)(-1)= -3V R2=R1//RF =10//20=6.7 k? Au=1+ =1+20/10=3 RF R1 思考：当 或 此电路有什么特点？ 2. 同相比例运算电路 Au=1 uo=ui 即输出电压与输入电压大小相等，相位相同，该电路称为电压跟随器。 _ + ? + ? R