《电路分析基础》第2章

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1、第二章网孔分析和节点分析§2-1网孔分析法√§2-2互易定理§2-3节点分析法√§2-4含运算放大器的电阻电路§2-5电路的对偶性一般放大器的作用是把输入电压放大一定倍数后再输送出去，其输出电压与输入电压的比值称为电压放大倍数或电压增益。它可用来放大直流和频率不太高的交流信号。运算放大器是一种高增益（可达十几万倍甚至更高）、高输入电阻、低输出电阻的放大器。由于它能完成加法、减法、积分、微分等数学运算，因而被称为运算放大器。运算放大器（简称运放）是一种包含许多晶体管的集成电路，是一种有着十分广泛用途的电子器件。最早开始应用于1940年，1960年后，随着

2、集成电路技术的发展，运算放大器逐步集成化，大大降低了成本，获得越来越广泛的应用。§2-4含运算放大器的电阻电路1.电路符号运放有两个输入端a、b和一个输出端o。电源端子E＋和E－连接直流偏置电压，以维持运放内部晶体管正常工作。E＋端接正电压，E－接负电压，这里电压的正负是对“地”或公共端而言的。在分析运放的放大作用时可以不考虑偏置电源，可采用下页所示的运放电路符号。但应记住偏置电源是存在的。A：表示运放的开环电压放大倍数，可达十几万倍。：运放电路符号中的“三角形”符号表示运放具有“单方向”性质(图中图形符号就代表这种性质)。+_ududu＋u－uo_+

3、A+abo地E＋E－各端点上的电压参考方向如图所示，每一端点均为对地的电压，在接地端未画出时尤须注意。实际运放均有电源端，而这些端子在电路符号图中不画出，常常只画有a端、b端、o端以及公共端。a端称为倒向输入端（也称反向输入端）：当输入电压u－加在a端与公共端之间，且其实际方向从a端指向公共端时，输出电压u0实际方向则自公共端指向o端，即两者的实际方向相对公共端正好相反。b端称为非倒向输入端（也称同向输入端）：当输入电压u＋加在b端与公共端之间，且其实际方向从b端指向公共端时，输出电压u0实际方向则自o端指向公共端，即两者的实际方向相对公共端正好相同。

4、º+__+u＋u－º+_uoao+_udud_+A+b为了区别起见，a端和b端分别用“-”号和“+”号标出，如图所示，但不要将它们误认为电压参考方向的正负极性。电压的正负极性应另外标出或用箭头表示。如果在a端和b端分别同时加输入电压u－和u＋，则有其中ud＝u＋－u－，运放的这种输入情况称为差动输入，而ud称为差动输入电压。u0＝A（u＋－u－）＝Aud2.传输特性定义：输入信号和输出信号的关系的特性，称为传输特性。º+__+u＋u－º+_uoao+_udud_+A+b设在a,b间加一电压ud=u+-u-，则可得输出uo和输入ud之间的转移特性曲线如下

5、图所示，这个关系曲线称为运放的外特性。分三个区域：①线性工作区：

6、ud

7、Uds,则uo=Usatud<-Uds,则uo=-Usat3.运算放大器的外特性这里Uds是一个数值很小的电压，例如Usat=13V,A=105，则Uds=0.13mV。º+__+u＋u－º+_uoao+_udud_+A+b4.等效电路模型Rin为运算放大器两输入端间的输入电阻，Ro为运算放大器的输出电阻。运放的电路模型如右图所示，其中电压控制电压源的电压为：A（u＋－u－）对于放大器的输入、输出电阻的要求：输

8、入电阻Rin越大越好，因为越大，放大器从信号源吸收的功率越小，这样信号源可以带较多的放大器。输出电阻Ro越小越好，这样对相同容量的放大器可以带较多的负载。实际运放的输入电阻Rin大约接近1兆欧，而输出电阻R0为100欧姆左右。如果把运放的工作范围限制在线性段，即设－Usat

9、件(R、C等)，使其工作在闭环状态。5.含有运算放大器的电路分析举例例.倒向比例器下图表示一个由运放和电阻构成的电路，称为倒向比例器。运放的输出电压通过电阻Rf反馈倒输入回路中。显然，由于电阻R1的存在，电路的输入电压ui与运放的倒向输入端电压u1不同。用节点电压法分析：(电阻用电导表示)(G1+Gi+Gf)un1-Gfun2=G1ui-Gfun1+(Gf+Go+GL)un2=-GoAu1u1=un1整理，得(G1+Gi+Gf)un1-Gfun2=G1ui(AGo-Gf)un1+(Gf+Go+GL)un2=0解得因A一般很大，上式中分母中Gf(AGo-

10、Gf)一项的值比(G1+Gi+Gf)(Gf+G0+GL)要大得多。所以，后一项可忽略，得上式表