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第三单元 集成运算放大器 课题一 制作反相比例运算电路 一 基本RS触发器的基本特点 1、什么是触发器 在数字电路系统中，不仅需要进行逻辑运算和算术运算，还需要能将运算结果保存起来，供人们直接读取和使用。具有能存储一位二进制数的基本单元电路统称为触发器。 触发器的特点是具有两个稳定的状态，即“0”状态和“1”状态。 一、集成运算放大器概述 1．集成运算放大器概念 采用半导体制造工艺，将晶体三极管、二极管、电阻等元件及连线全部集中制造在同一小块半导体基片上，成为一个完整的固体电路，实现了元件、电路和功能的三结合。 ①通用型集成运算放大器的基本结构 ②集成运算放大器电路符号 （2）集成运算放大器的主要参数 1）开环差模电压放大倍数Aud 二、理想集成运算放大器的特点 1.理想运算放大器应具备的条件 理想运放应就具有以下条件： ①开环电压放大倍数Aud→∞； ②差模输入电阻Rid→∞； ③输出电阻Ro→0； ④共模抑制比KCMR→∞； ⑤带宽BW→∞； ⑥失调及漂移均趋于零。 技能训练 根据运放输入端“虚断”可得i + =0，故u + =0，根据运放两输入端“虚短”可得u-= u+ =0，因此由图3.1.5可求得： 根据运放输入端“虚断”，可知i-=0，故有i1= if，所以 可见，u o与u i成比例，输出电压与输入电压反相，因此称为反相输入比例运算电路，其放大倍数（比例系数）为： 课题二 制作同相比例运算电路 一、理想运算放大器虚断的概念 对于理想集成运算放大器，其同相输入端和反相输入端的输入电流等于零。 分析如下：因为理想集成运算放大器的Rid→∞，所以，由同相输入端和反相输入端流入集成运算放大器的电流应为零，即： i-= i + =0 二、集成运算放大器工作在非线性区时的特点 集成运算放大器工作在非线性区时，也有两个重要结论： 技能训练 根据运放输入端“虚断”可得i-=0，故有i1= if，因此由图3.2.1可得 如果取R1=∞或Rf=0，则由式（3.2.2）可得： Auf = 1 (3.2.3) 根据运放同相端“虚断”可得，同相比例运算电路的输入电阻为： Rif=∞ (3.2.4) 所以，同相比例运算放大电路主要有以下工作特点： ①它是深度电压串联负反馈电路，输入电阻趋于无穷大，输出电阻很低，不存在“虚地”，电压跟随器常用作阻抗变换器或缓冲器。 ②调节R1、R2比值即可调节放大倍数Auf，比值|Auf|也与运放块的内部参数无关，且其值恒大于等于1。 ③u-= u+ =u i，说明此时运放的共模信号不为零，而等于输入信号u i，因此在选用集成运放构成同相比例运算电路时，要求运放应有较高的最大共模输入电压和较高的共模抑制比。 *安 徽 省 汽 车 工 业 学 校 *安 徽 省 汽 车 工 业 学 校 课题一 制作反相比例运算电路 课题二 制作同相比例运算电路 图3.1.2 双列直插式CF741管脚排列 图3.1.3 运算放大器的电路符号 用分贝表示则为： 式中△uid=△（u--u+） 图3.1.4 集成运算放大器的低频等效电路 图3.1.5 反相比例运算电路 故可得输出电压与输入电压的关系为： 由于u-=0，由图可得该反相输入比例运算 电路的输入电阻为： Rif=R1 ② i-= i + =0 ① 图3.2.1 同相比例运算电路 由于u-= u+ =u i，所以可求得输出电压 u0与输入电压u i的关系为： 图 3.2.2 电压跟随器 U1 U0 A *安 徽 省 汽 车 工 业 学 校