《电工电子技术基础及应用实践》课件 第8章 集成运算放大器及其应用.pptx

《电工电子技术及应用实践》

第八章集成运算放大器及其应用

§1集成运算放大器概述§2放大电路中的反馈§3基本运算电路§4电压比较器§5信号发生器本章内容§3基本运算电路

运算放大器是具有很高的开环电压放大倍数的直接耦合的多级放大电路。集成运放将整个电路的各个元件做在一个半导体基片上。集成运放的封装外形如右图所示。使用时，要根据所用集成电路型号的管脚图来连接。优点：工作稳定、使用方便、体积小、重量轻、功耗小。§1集成运算放大器概述

LM324§1集成运算放大器概述

集成运算放大器的组成差动放大输入级u-u+中间放大级互补输出级恒流偏置电路差动输入级有两个输入u+、u-，当信号从u-输入，输出uo与u-极性相反，称u-反相输入端；当信号从u+输入，输出uo与u+极性相同，称u+同相输入端。增益级一般高增益共射电路低阻功率输出级，提高负载能力。提供稳定合适的偏流一般由恒流源组成uo其输入电阻高、能减小零点漂移和抑制干扰信号。§1集成运算放大器概述

与uo反相与uo同相集成运放的基本结构输入级中间级输出级-UEE+UCCu+uou-反相输入端同相输入端T3T4T5T1T2IS§1集成运算放大器概述

Auo开环差模电压放大倍数u+u-输出端反相输入端同相输入端信号传输方向uiuo集成运算放大器的符号§1集成运算放大器概述

集成运算放大器主要参数1、最大输出电压UOPP集成运放工作在线性区的最大不失真输出电压。一般略小于电源电压。2、开环电压放大倍数Au0在没有外接反馈电路时所测出的差模电压放大倍数。3、差模输入电阻rid差模信号作用时集成运放的输入电阻。一般在1M?以上。4、开环输出电阻ro 集成运放没有引入负反馈情况下的输出电阻。一般是几百欧姆。§1集成运算放大器概述

集成运算放大器电压传输特性uo_+?+Au0uiAu0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。Uom–UomUim–Uimuiuo0线性区饱和区饱和区传输特性是表示输出电压与输入电压之间关系的特性曲线。即uo=f(ui)线性区：uo=Au0ui非线性区(饱和区)：当uiUim时，uo=Uom当ui-Uim时，uo=-Uom§1集成运算放大器概述

理想运算放大器1.运算放大器理想化模型rid高：几十k??几百k?实际运放：KCMRR很大ro小：几十?~几百?Au0很大：104以上~107理想运放：rid??KCMRR??ro?0Au0??-?++u-u+uoAu0由于运放的开环电压放大倍数很大，输入电阻高，输出电阻小，在分析时常将其理想化，称其为理想运放。_+?+?u+u-uo§1集成运算放大器概述

2.理想运算放大器的特性理想运放Au0??Uom–Uomuiuo0饱和区饱和区§1集成运算放大器概述

（1）理想运放工作在线性区特点必须引入深度负反馈uo相当于两输入端之间短路，但实际上没有短路。1)“虚短”原则ui-++两个输入端的电位基本相等2)“虚断”原则riduo+iiui-+i+i-集成运放的输入电流可忽略不计相当于两输入端之间断路，但实际上并没有断路。§1集成运算放大器概述

（2）理想运放工作在饱和区特点uiuo0特点：1）当u+u-,uo=+Uom,u+u-,uo=-Uom;2）因输入电阻无穷大,故净输入电流为零。Uom–Uomuoui-++§1集成运算放大器概述

1.什么是反馈反馈的基本概念电子电路输出量的一部分或全部通过一定的方式引回到输入回路，用来影响输入量的措施称为反馈。输入信号比较电路净输入信号输出信号反馈信号反馈系数开环放大倍数§2放大电路中的反馈

闭环放大倍数§2放大电路中的反馈2.负反馈放大电路的一般表达式

反馈的分类（1）正反馈和负反馈若引回的信号削弱了输入信号,使净输入量减小—负反馈若引回的信号增强了输入信号,使净输入量增大—正反馈（2）直流反馈和交流反馈直流通路中存在的反馈—直流反馈交流通路中存在的反馈—交流反馈（3）串联反馈和并联反馈反馈信号与输入信号串联，以电压方式相叠加—串联反馈反馈信号与输入信号并联，以电流方式相叠加—并联反馈反馈信号取自输出电压，与输出电压成比例—电压反馈反馈信号取自输出电流，与输出电流成比例—电流反馈（4）电压反馈和电流反馈§2放大电路中的反馈

反馈的判断1.有无反馈判断—