电工电子学第十一章.pptxVIP

第11章 运算放大器11.1 运算放大器的简单介绍11.2 放大电路中的负反馈11.3 运算放大器在信号运算方面的应用11.4 运算放大器在信号处理方面的应用11.5 运算放大器在波形方面的应用11.7 使用运算放大器应注意的几个问题11.6 集成功率放大器第一页，共六十六页。 §11.1 运算放大器的简单介绍将整个电路的各个元件做在一个半导体基片上。优点:工作稳定、使用方便、体积小、重量轻、功耗小、价格便宜。分类:模拟集成电路、数字集成电路小、中、大、超大规模集成电路即SSI,MSI,LSI,VLSI.? ?集成电路:返回第二页，共六十六页。 11.1.1 集成运算放大器的特点1、难于制造电感元件,制造大于200μF的电容也比较困难所以，运算放大器各级之间都采用直接耦合。2、输入级都采用差动放大电路,电路元件制作在一个芯片上，元件参数偏差方向一致，温度均一性好。3、电阻元件由硅半导体构成，范围在几十到20千欧，精度低。高阻值电阻用三极管有源元件代替或外接。4、二极管一般用三极管的发射极、基极、集电极三者适当组配使用。返回第三页，共六十六页。 11.1.2 电路的简单说明输入级中间级输出级-UEE+UCC u＋uo u－反相端同相端T3T4T5T1T2IS基本原理框图返回第四页，共六十六页。 T3T4T5T1T2IS u＋ u－反相端同相端uo与uo反相与uo同相返回第五页，共六十六页。 -UEE+UCC u＋uo u－反相端同相端T3T4T5T1T2IS要求：输入级尽量减小零点漂移,尽量提高KCMRR , 输入阻抗 ri尽可能大。返回第六页，共六十六页。 -UEE+UCC u＋uo u－反相端同相端T3T4T5T1T2IS输入级中间级足够大的电压放大倍数返回第七页，共六十六页。 -UEE+UCC u＋uo u－反相端同相端T3T4T5T1T2IS输入级中间级输出级主要提高带负载能力，给出足够的输出电流io ，输出阻抗 ro小。返回第八页，共六十六页。 11.1.3 主要参数1.最大输出电压UOPP能使输出电压与输入电压保持不失真关系的最大输出电压2.开环电压放大倍数Auo在没有外界反馈电路时所测出的电压放大倍数。Auo越高,所构成的运算电路越稳定,运算精度也越高。Auo一般约为104?107。3.输入失调电压UIO当输入电压为零时,uo不等于零。反过来说,如果要使uo等于零必须在输入端加一个很小的补偿电压UIO,它就是输入失调电压。一般为几毫伏。返回第九页，共六十六页。 4.输入失调电流IIO输入信号为零时,两个输入端静态基极电流之差,即IIO=?IB1-IB2?。IIO一般在零点零几毫安，其值与小愈好。5.输入偏置电流IIB输入信号为零时,两个输入端静态基极电流的平均值,即IIB=?(IB1+IB2)。它的大小主要和电路中的第一级管子的性能有关,这个电流愈小愈好,一般为零点几毫安级。6.共模输入电压范围UIM运算放大器对共模信号具有抑制的性能,但这个性能是在规定的共模电压范围内才具备的。如超出这个电压,运算放大器的共模性能就达为下降,甚至造成器件损坏。返回第十页，共六十六页。 ri 高:几十k ? 几百k?运放的特点：KCMRR很大 ro 小：几十 ~ 几百? A uo 很大:104以上~ 107运放的特点返回第十一页，共六十六页。 11.1.4 理想运算放大器及其分析依据差模输入电阻 rid? ?1.理想化的主要条件：开环电压放大倍数Auo ? ?开环输出电阻ro ? 0共模抑制比KCMRR??2.运放符号：＋－u－u+ uo－＋＋ u－ u+ uo??返回第十二页，共六十六页。 uiuo+Uo(sat)?Ao越大，运放的线性范围越小，必须加负反馈才能使其工作于线性区。3.运算放的器的传输特性uo=Auo(u--u+)线性区饱和区-Uo(sat)u+-u-理想特性实际特性u-uo_+?+?u+返回第十三页，共六十六页。 运算放大器工作在线性区时，分析依据：虚开路(1)由于运算放大器的差模输入电阻rid? ?,可认为两个输入端的输入电流为零。即：(2)由于运算放大器的开环电压放大倍数Auo ? ?而输出电压是一个有限的数值,即:uo=Auo(u+-u-)虚短路返回第十四页，共六十六页。 运算放大器工作在饱和区时，分析依据：uiuo+Uo(sat)饱和区-Uo(sat)u+-u-理想特性实际特性当u+u-时, uo=+Uo(sat);当u+u-时, uo=-Uo(sat);返回第十五页，共六十六页。 凡是将放大电路输出端的信号（电压或电流）的一部分或全部引回到输入端，与输入信号迭加，就称为反馈。若引回的信号削弱了输入信号，就称为负反馈。若引回的