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工学模拟电子技术基础运算放大电路第1页/共85页 电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础2 / 858.1 概述1. 集成电路运算放大器的内部组成单元图2.1.1 集成运算放大器的内部结构框图第2页/共85页 电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础3 / 85集成运算放大器1. 集成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）国内外常用符号第3页/共85页 电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础4 / 852. 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集成运算放大器第4页/共85页 电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础5 / 852. 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——斜率集成电路运算放大器第5页/共85页 电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础6 / 85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 AVD→∞ vO＝AVD(vP－vN)图2.2.1 运放的简化电路模型第6页/共85页 电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础7 / 85为了扩大运放的线性区，给运放电路引入深度负反馈：8.1.2运放的线性工作状态－－虚短和虚断运放工作在线性区的分析方法：虚假断路（ii+=ii-≈0）因为虚短，同时运放的输入电阻很大，所以输入电流非常小虚假短路（v+=v-）Aod非常大，理想情况下趋于无穷；运放工作在线性区时，vo是有限的：第7页/共85页 电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础8 / 85电路开环工作或引入正反馈！+10V-10V+Vom-Vom0vovi运放非线性工作区域：1. 无虚短特性（VP=VN)；2. 虚断特性仍满足（因输入电阻近似无穷大）运放工作在非线性区的条件：8.1.3运放的非线性工作状态第8页/共85页 电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础9 / 851. 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 8.2 运算电路第9页/共85页 电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础10 / 851. 同相放大电路（2） 虚假短路 图中输出通过负反馈的作用，使vn自动地跟踪vp，即vp≈vn，或vid＝vp－vn≈0。这种现象称为虚假短路，简称虚短。 由于运放的输入电阻ri很大，所以，运放两输入端之间的 ip＝-in ＝ (vp－vn) / ri ≈0，这种现象称为虚断。 由运放引入负反馈而得到的虚短和虚断两个重要概念，是分析由运放组成的各种线性应用电路的利器，必须熟练掌握。第10页/共85页 电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础11 / 851. 同相放大电路（3） 几项技术指标的近似计算1）电压增益Av 根据虚短和虚断的概念有 vp≈vn， ip＝-in＝0所以（可作为公式直接使用）（此电路又称同相比例运算放大电路）第11页/共85页 电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础12 / 851. 同相放大电路（3） 几项技术指标的近似计算2）输入电阻Ri 输入电阻定义 根据虚短和虚断有 vi＝vp，ii ＝ ip≈0所以3）输出电阻Ro Ro→0第12页/共85页 电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础13 / 851. 同相放大电路（4） 电压跟随器根据虚短和虚断有vo＝vn≈ vp＝ vi（可作为公式直接使用）同相放大电路特点：输入电阻大，对 KCMR 的要求高，uIC = u iup = un = uI第13页/共85页 电子技术基础精品课程——模拟电子技术基础14 / 85电压跟随器的作用无电压跟随器时：