电工学-第10章集成运算放大器

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1、第10章集成运算放大器10.1集成电路10.2集成运算放大器的概述10.3反馈的基本概念10.4理想运算放大器10.5基本运算电路10.6电压比较器10.7RC正弦波振荡电路*10.8有源滤波器下一章上一章返回主页110.1集成电路集成电路是20世纪60年代发展起来的固体组件。它是用微电子技术将元件、导线、电路集成在一块很小的半导体芯片上。集成电路的发展进程：1960年：小规模集成电路SSI。1966年：中规模集成电路MSI。1969年：大规模集成电路LSI。1975年：超大规模集成电路VLSI。2大连理工大学电气工程系集成电路分类(1)模拟电路处理模拟

2、信号的电路。如集成功率放大器、集成运算放大器等。(2)数字电路处理数字信号的电路。如集成门电路、编码器、译码器、触发器等。集成电路芯片3大连理工大学电气工程系特点：①输入级采用差分放大电路，KCMR和ri很高。②中间级采用多级共射电路，起电压放大作用。③输出级采用互补对称放大电路和共集放大电路，ro很小，带负载能力很强。④直接耦合的多级放大电路，电压放大倍数很高。⑤体积小、重量轻、功耗低、可靠性高。10.2集成运算放大器的概述一、集成运算放大器的组成输入级中间级输出级输入端输出端集成运算放大器的组成4大连理工大学电气工程系CF74181723456集成运

3、算放大器的图形符号、引脚和外部接线图净输入电压运算放大器的符号－uD＋－＋＋u－u＋uOAo同相输入端反相输入端输出端+UCC－UEE87100dB231546u－u+uO5大连理工大学电气工程系uO=f(uD)线性区uO=AouD=Ao(u＋－u－)饱和区正饱和电压：uO=＋UOM≈＋UCC负饱和电压：uO=－UOM≈－UEE二、电压传输特性uDOuO负饱和区正饱和区线性区－UOM+UOM电压传输特性6大连理工大学电气工程系净输入信号xD输出信号xO输入信号xI放大电路Ao比较环节开环放大倍数：Ao=xoxD闭环放大倍数：Af=xoxI反馈系数：xFx

4、oF=反馈信号xF反馈电路F10.3反馈的基本概念反馈示意图7大连理工大学电气工程系一、反馈的分类1.正反馈和负反馈正反馈:xF与xI作用相同,使xD增加；负反馈:xF与xI作用相反,使xD减小。2.电流反馈和电压反馈电流反馈：反馈信号取自输出电流，xF∝iO；电压反馈：反馈信号取自输出电压，xF∝uO。3.串联反馈和并联反馈串联反馈:xF与xI以串联的形式作用于净输入端；并联反馈:xF与xI以并联的形式作用于净输入端。8大连理工大学电气工程系*二、反馈的判断1.正反馈和负反馈＋＋＋判断方法：瞬时极性法。－＋Ao＋RFRLRR1R2＋uO－uI－uF＋－

5、uD＋＋＋uORFiF－＋∞＋R1R2uIiIiDRL正反馈负反馈9大连理工大学电气工程系uORFiF－＋∞＋R1R2uIiIiDRL2.电流反馈和电压反馈输出端短路法:令RL=0，此时uO=0，若xF=0则为电压反馈，否则为电流反馈。输出端开路法:令RL=∞，此时iO=0，若xF=0则为电流反馈，否则为电压反馈。－＋Ao＋RFRLRR1R2＋uO－uI－uF＋－uD＋判断方法电压反馈电流反馈10大连理工大学电气工程系3.串联反馈和并联反馈uORFiF－＋∞＋R1R2uIiIiDRL－＋Ao＋RFRLRR1R2＋uO－uI串联反馈在输入端是以电压的形式出

6、现的；并联反馈在输入端是以电流的形式出现的。判断方法并联反馈串联反馈11大连理工大学电气工程系Xo/XD1＋XF/XD=三、负反馈对放大电路性能的影响xFAoFxIxDxO=XoXD＋XFXD=XI－XFXoXI

7、Af

8、=

9、Ao

10、1＋

11、F

12、

13、Ao

14、

15、Af

16、=1

17、F

18、

19、Af

20、≈当

21、F

22、

23、Ao

24、1，称为深度负反馈

25、Af

26、<

27、Ao

28、Xo/XD=XFXoXoXD1＋反馈示意图12大连理工大学电气工程系1.提高了电压放大倍数的稳定性11＋

29、F

30、

31、Ao

32、d

33、Ao

34、

35、Ao

36、=d

37、Af

38、

39、Af

40、d

41、Af

42、

43、Af

44、d

45、Ao

46、

47、Ao

48、＜故电压放大倍数的稳定性提高了。

49、A

50、o

51、1＋

52、F

53、

54、Ao

55、

56、Af

57、=>1若为深度负反馈,

58、F

59、

60、Ao

61、>>1d

62、Af

63、

64、Af

65、d

66、Ao

67、

68、Ao

69、<<13大连理工大学电气工程系[例10.2.1]某放大电路的

70、Ao

71、=1000，由于某一原因,使其变化率为，若电路的反馈系数

72、F

73、=0.009，则闭环电压放大倍数的变化率？=2%11＋0.009×1000=×20%[解]d

74、Ao

75、

76、Ao

77、11＋

78、F

79、

80、Ao

81、=d

82、Af

83、

84、Af

85、d

86、Ao

87、

88、Ao

89、=20%14大连理工大学电气工程系2.加宽了通频带0.707

90、Af

91、

92、Ao

93、未加入反馈后Of

94、A

95、0.707

96、Ao

97、Bof1f2Bff3f4加入反馈后

98、Af

99、

100、加宽通频带15大连理工大学电气工程系电压负反馈稳定输出电压。电流负反馈稳定输出