运算放大器课件.ppt

《运算放大器课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第5章运算放大器5.1运算放大器的概述5.2运算放大器构成的比例器5.3运算放大器典型电路的分析5.1运算放大器概述运算放大器（运放）是一种多端集成电路，它的电压放大倍数（电压增益）很高。运放通常由数十个晶体管和一些电阻构成。早期，运放用来完成模拟信号的求和、微分和积分等运算，故称为运算放大器。现在已有上千种不同型号的集成运放。运放是一种价格低廉、用途广泛的电子器件。它的应用已远远超过运算的范围。它在通信、控制和测量等设备中得到了广泛应用。如用于各种测量电路、音响电路、有源滤波器、电压比较器、恒流源、加（减）法器、桥式传感器放大电路等等。5.1运算放大

2、器概述5.1运算放大器概述运放图例5.1运算放大器概述运放图例5.1运算放大器概述空脚正电源输入端负电源输入端输出端失调调零端失调调零端反相输入端同相输入端μA741封装图运放器件的电气图形符号如图(a)所示。运放在正常工作时，需将一个直流正电源和一个直流负电源与运放的电源端E+和E-相连[图(b)]。两个电源的公共端构成运放的外部接地端。1、运算放大器简介5.1运算放大器概述运放与外部电路连接的端钮只有四个：两个输入端、一个输出端和一个接地端，这样，运放可看为是一个四端元件。u-、u+和uo分别表示反相输入端、同相输入端和输出端相对接地端的电压。ud

3、=u+-u-称为差模输入电压。5.1运算放大器概述运放工作在直流和低频信号的条件下，其输出电压与差模输入电压的典型转移特性曲线uo=f(ud)如图示。该曲线有三个明显的特点：（1）uo和ud有不同的比例尺度：uo用V;ud用mV。2、运算放大器的转移特性曲线5.1运算放大器概述（2）在输入信号很小(

4、ud

5、<)的区域内，曲线近似于一条很陡的直线，即uo=f(ud)Aud。该直线的斜率与A=uo/ud成比例，A称为开环电压增益，其量值可高达105～108。工作在线性区的运放是一个高增益的电压放大器。（3）在输入信号较大(

6、ud

7、>)的区域，曲线f(

8、ud)饱和于uo=Usat。Usat称为饱和电压，其量值比电源电压低2V左右，例如E+=15V,E-=-15V，则+Usat=13V,-Usat=-13V左右。工作于饱和区的运放，其输出特性与电压源相似。5.1运算放大器概述3、运算放大器的等效电路++++----u0R0Riu1u2A(u2-u1)ab实际运算放大器输入电阻Ri很大，输入电流很小，输出电阻R0很小，开环电压增益A很大。5.1运算放大器概述4、理想运算放大器模型实际运放的开环电压增益非常大(A=105~108)，可以近似认为A=和=0。此时,有限增益运放模型可以进一步简化为理想运放

9、模型。理想运放模型的符号如图(a)所示，其转移特性曲线如图(b)所示。5.1运算放大器概述a+__++_+_bo•向右的三角形表示运放是一种单方向工作的器件。理想运放理想化条件：a——反相端b——同相端o——输出端5、理想运算放大器理想化条件5.1运算放大器概述理想运放理想化条件：a、b间可看成断路，此即为“虚断”。a、b间可看成短路，此即为“虚短”。为“虚断”和“虚短”的概念，是分析含理想运放电路的基础。5.1运算放大器概述a+__++_+_bo•如上所示电路，实际运放经等效后如右所示，5.1运算放大器概述６、实际运放理想化后所得结果误差很小对节点

10、1有：对节点2有：5.1运算放大器概述６、实际运放理想化后所得结果误差很小联立求解得:设：A=50000，R0=100Ω，Rs=10kΩ，Rf=100KΩ理想化分析：由“虚短”、“虚断”两个规则可得5.1运算放大器概述６、实际运放理想化后所得结果误差很小由此可知，实际运放经理想化分析后，误差很小。1.电压跟随器图示为电压跟随器，是一种最简单的运放电路。显然，该电路的输出电压uo将跟随输入电压uin的变化，故称为电压跟随器。5.2运算放大器构成的比例器5.2运算放大器构成的比例器由于该电路的输入电阻Ri为无限大(uin=0)和输出电阻Ro为零，将它插入两

11、个双口网络之间（如下图所示）时，既不会影响网络的转移特性，又能对网络起隔离作用，故又称为缓冲器。5.2运算放大器构成的比例器2.反相放大器利用理想运放输入端口的虚断路特性(i-=i+=0)，写出电路中结点①的KCL方程解得5.2运算放大器构成的比例器当Rf>R1时，输出电压的幅度比输入电压幅度大，该电路是一个电压放大器。式中的负号表示输出电压与输入电压极性相反，故称为反相放大器。例如,R1=1k,Rf=10k,uin(t)=8costmV时，输出电压为5.2运算放大器构成的比例器3.同相放大器利用理想运放的虚短特性，写出图示电路中结点①的KCL方

12、程解得5.2运算放大器构成的比例器由于输出电压的幅度比输入电压的幅度大，而且极性相同，故称为同