《运算放大电路》PPT课件

《《运算放大电路》PPT课件》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、第二章运算放大电路理论学习课程导学自我测试本章知识结构图本章教学要求正确理解集成运放的组成结构及各组成部分的作用；掌握运放的电路模型以及理想运放的特点；熟练掌握“虚短”、“虚断”“虚地”概念；熟练掌握各类差基本线性运大电路和运算电路。本章重点难点1．集成电路运算放大器的基本组成集成电路运算放大器的实质是高电压增益、高输入电阻和低输出电阻的多级直接耦合放大电路。通常由输入级、中间级、输出级以及偏置电路组成。输入级通常采用恒流源式的差分式放大电路，通过发挥集成运放内部参数匹配性好的特点，降低零点漂移、温度漂移；采用恒流源引入共模负反馈，抑制共

2、模信号，提高共模抑制比。中间级又称电压放大级，其主要任务是提供足够大的电压增益，向输出级提供大的推动电流，因此通常由共射放大电路组成。输出级一般不要求提供高的电压放大倍数，而要求向负载提供足够大的输出电流。通常输出级采用电压跟随器或互补对称的电压跟随器。偏置电路起到为输入级、中间极和输出级提供偏置电流，确定各级静态工作点以及在放大电路中充当有源负载的作用。偏置电路主要由电流源电路组成，常用的有镜像电流源、比例电流源和微电流源等，前两者提供的偏置电流较大，后者则可产生较小的偏置电流，适用于输入级偏置电路。2．集成运算放大器线性应用电路集成运

3、算放大器实际上是高增益直耦多级放大电路，它实现线性应用的必要条件是引入深度负反馈。此时，运放本身工作在线性区，两输入端的电压与输出电压成线性关系，各种基本运算电路就是由集成运放加上不同的输入回路和反馈回路构成。在分析由运放构成的各种基本运算电路时。注意：不同的输入方式（同相或反相）和负反馈这两个基本点。3．理想集成运放工作在线性区的两大特点理想集成运放工作在线性区时，存在两个重要特征“虚短”和“虚断”。“虚断”和“虚短”是分析集成运放构成的各种线性电路的重要依据。“虚短”是指在理想情况下，两个输入端的电位相等，就好像两个输入端短接在一起，

4、但事实上并没有短接，称为“虚短”。虚短的必要条件是运放引入深度负反馈。“虚断”是指在理想情况下，流入集成运算放大器输入端电流为零。这是由于理想运算放大器的输入电阻无限大，就好像运放两个输入端之间开路。但事实上并没有开路，称为“虚断”。第二章运算放大电路2.1集成电路运算放大器2.2理想运算放大器2.3基本线性运放电路2.4同相输入和反相输入放大电路及其应用真空器件半导体器件集成电路大规模集成电路集成电路的分类1.按功能分类：数字集成电路、模拟集成电路2.按构成有源器件的类型分类：双极型、单极型3.按外形分类：双列直插式、圆壳式、扁平式4.

5、按类型分类：集成运算放大器、集成功率放大器、集成比较器、集成稳压器等等2.1集成电路运算放大器输入级中间级输出级偏置电路2.1集成电路运算放大器实质：集成运放是具有高放大倍数的多级直接耦合放大电路。对集成电路的多项性能起决定性作用提供足够大的电压放大倍数，要求：①具有较高的电压放大倍数；②具有较大的输入电阻，减小对前级的影响；③向输出级提供大电流。①提供足够大的输出功率；②具有较大的输入电阻，减小对前级的影响；③具有较小的输出电阻，提高带负载能力;④电压增益为1。①为输入级、中间级、输出级提供合适的偏置电流，以确定各级静态工作点;②作为有

6、源负载，提高放大电路的电压增益。一.内部组成单元反相输入端N同相输入端PO输出端二.运算放大器的代表符号“+”对应的端子——同相输入端，即此端输入信号，将在输出端得到一个与输入信号同相位的输出信号；“-”对应的端子——反相输入端，即此端输入信号，将在输出端得到一个与输入信号反相位的输出信号。输入端P（同相输入端）、N（反相输入端）和输出端O的电压分别为vP、vN、vO。三.运算放大器的电路模型将运算放大器看作具有端口特性的标准器件，用包含输入端口、输出端口、供电电源端的电路模型表示。输入端口用输入电阻ri（较大，通常为106Ω或更高）模拟

7、，输出端口用输出电阻ro（较小，通常为100Ω或更低）和受控电压源Avo（vP-vN）模拟。开环增益较高，至少为104，通常可高达106；输出电压不能超越正负电源电压值，具有正负饱和极限值（+Vom=V+，-Vom=V-），实际输出电压介于两者之间，具体表示为电压传输特性是指开环时，输出电压与差模输入电压之间的关系。运放的电压传输特性主要分为线性区（当输入电压幅值较小时，输出电压和输入电压之间呈线性关系）和非线性区（限幅区）。为使集成运放所组成的各种电路稳定地工作在线性区，应引入负反馈。三.运算放大器的电压传输特性例题运放的开环电压增益A

8、vo=2×105，输入电阻ri=0.6MΩ，电源电压V+=+12V，V-=-12V。（1）试求当时输入电压vo=±Vom=+12V时的最小幅值vP-vN=?（2）输入电流ii？（3）画出传输特