模电第二章――运算放大器课件.ppt

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1、2.1集成电路运算放大器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2.1集成电路运算放大器1.集成电路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2.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2.运算放大器的电路模型当Avo(vP－vN)V＋时vO＝V＋当Avo(vP－vN)

2、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2.2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若（vP－vN）＞0则vO=+Vom=V＋若（vP－vN）＜0则vO=–Vom=V－3.若V－

3、：电路引入负反馈。vO=Aod(uP－uN)①因为vO为有限值，Aod＝∞所以vN－vP＝0，即vN＝vP…………虚短路②因为Rid＝∞，所以iN＝iP＝0………虚断路3.理想运放的非线性工作区电路特征：电路处于开环状态或只引入了正反馈。特点：输出电压vO只有两种情况：分别为＋VOM或－VOM。当vP>vN时，vO＝＋VOM当vP>vN时，vO＝－VOM②差模输入电阻无穷大，净输入电流为零，仍有“虚断”，但无“虚短”。2.2理想运算放大器2.3基本线性运放电路2.3.1同相放大电路2.3.2反相放大电路2.3.1同相放大电路（a）电路图（b）小

4、信号电路模型图2.3.1同相放大电路1.基本电路2.3.1同相放大电路2.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）2.3.1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RoRo→02.3.1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）电压跟随器的作用无电压跟随器时负载上得到的电压电压跟随器时ip≈0，vp＝vs根据虚短和虚断有vo＝vn≈vp＝vs

5、2.3.2反相放大电路（a）电路图（b）由虚短引出虚地vn≈0图2.3.5反相放大电路1.基本电路2.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vn≈vp＝0，ii＝0所以i1＝i2即（可作为公式直接使用）2.3.2反相放大电路2.几项技术指标的近似计算（2）输入电阻Ri（3）输出电阻RoRo→02.3.2反相放大电路2.4同相输入和反相输入放大电路的其他应用2.4.1求差电路2.4.2仪用放大器2.4.3求和电路2.4.4积分电路和微分电路2.4.1求差电路从结构上看，它是反相输入和同相输入相结合的放大电路。当则若继续有则

6、根据虚短、虚断和N、P点的KCL得：叠加原理的应用2.4.1求差电路从放大器角度看时，增益为（该电路也称为差分电路或减法电路）2.4.1求差电路一种高输入电阻的差分电路2.4.2仪用放大器2.4.3求和电路根据虚短、虚断和N点的KCL得：若则有（该电路也称为加法电路）利用叠加原理求解1、反相求和电路2.4.3求和电路2.同相求和运算电路电路仿真：反相求和2.4.4积分电路和微分电路1.积分电路式中，负号表示vO与vI在相位上是相反的。根据“虚短”，得根据“虚断”，得因此电容器被充电，其充电电流为设电容器C的初始电压为零，则（积分运算）2.4.4

7、积分电路和微分电路当vI为阶跃电压时，有vO与t成线性关系1.积分电路电路仿真：积分电路2.4.4积分电路和微分电路2.微分电路电路仿真：微分电路练习设图中运算放大器都是理想的，输入电压的波形如图所示,电容器上的初始电压为零，试画出的波形。练习