电路基础与集成电子技术-8.1j运算放大器线性应用电路的特点

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1、电路基础与集成电子技术哈尔滨工业大学电子学教研室编蔡惟铮主编齐明于泳副主编2010年03月第8章运算放大器和模拟乘法器线性应用电路2010.02第2篇模拟电子技术第4章半导体二极管和晶体管第5章基本放大电路第6章集成运算放大器和模拟乘法器单元电路第7章负反馈放大电路第8章集成运算放大器和模拟乘法器线性应用电路第9章集成振荡电路第10章直流电源第8章运算放大器和模拟乘法器线性应用电路2010.02第8章集成运算放大器和模拟乘法器线性应用电路内容提要：集成运算放大器的应用电路分为线性和非线性两大类，本章介绍运放的线性应用电路

2、，主要包括比例运算电路、求和运算电路、微分和积分电路、对数和指数运算电路、乘法、除法和开方运算电路，以及电压电流变换电路、有源滤波器等应用电路。第8章运算放大器和模拟乘法器线性应用电路2010.028.1运算放大器线性应用的特点8.2比例运算电路8.3求和运算电路8.4积分和微分运算电路8.5对数和指数运算电路8.6模拟乘法器及其在运算电路中的应用8.7其它线性应用电路第8章集成运算放大器和模拟乘法器线性应用电路第8章运算放大器和模拟乘法器线性应用电路2010.028.1.1理想运算放大器8.1运算放大器线性应用的特点8

3、.1.2虚短和虚断第8章运算放大器和模拟乘法器线性应用电路2010.028.1.1理想运算放大器在分析和设计运放应用电路时，常将其近似为理想运算放大器。理想运算放大器的条件如下：1.开环差模电压放大倍数Aod=∞；2.差模输入电阻，输出电阻Ro=0；3.输入偏置电流IB1=IB2=0A；4.失调电压UIO、失调电流IIO、失调电压温漂、失调电流温漂均为零；5.共模抑制比；6.无内部干扰和噪声；7.通频带无穷大。第8章运算放大器和模拟乘法器线性应用电路2010.02图8.1.1理想运放符号-Uom+Uom图实际集成运放的

4、电压传输特性非线性区线性放大区uO＝Aod(uP－uN)Aod差模放大倍数非线性区0饱和区饱和区将实际运放理想化带来的误差很小，在一般的工程计算中是允许的。理想运放的符号如图8.1.1所示，方框中的“∞”代表开环差模电压放大倍数为无穷大。实际运放的电压传输特性见下图。实际运放的电压传输特性曲线的线性区有一定的斜率，由于差模放大倍数很大，线性区很陡，可近似视为垂直，就变成理想运放了。第8章运算放大器和模拟乘法器线性应用电路2010.02+Uom-Uom图理想运放的电压传输特性0图8.1.1理想运放符号线性放大区Aod＝饱

5、和区饱和区本章讨论的集成运放的线性应用电路就是工作在电压传输特性的线性区。一定要注意“虚短”的使用条件，要保证运放工作在线性区，必须加入负反馈，使电路处于闭环状态，用反馈信号来压制输入信号，以免净输入过大，使运放进入非线性区。理想运放的电压传输特性曲线见下图。第8章运算放大器和模拟乘法器线性应用电路2010.02理想运放工作在线性区时存在两个重要特性，即“虚短”和“虚断”。8.1.2.1虚短运放工作在线性区时，有下列关系式：因为理想运放的开环电压放大倍数为Aod∞，而uo为有限值，所以，uId0V或u+u-。可见，

6、在运放的线性工作区，运算放大器同相输入端与反相输入端的电位近似为零，几乎相等，就象“短路”一样，压差为零。当然这不是真正的短路，而是一种近似，故称这种现象为“虚短”。8.1.2虚短和虚断第8章运算放大器和模拟乘法器线性应用电路2010.028.1.2.2虚断由于理想运放的输入电阻Rid∞，故流入运放同相和反相输入端的电流都可以视为近似为零，就象开路一样。当然运放的输入端不能真正开路，只是因流入运放的电流远小于外电路的电流，故近似看作断路，这一特性称为“虚断”。运放在线性区工作才有“虚短”的特性，运用“虚短”和“虚断”的

7、特性，可以大大简化运放应用电路的分析。一定要注意“虚短”的使用条件，要保证运放工作在线性区。因为运放的开环增益十分大，必须加入负反馈，使电路处于闭环状态，用反馈信号来压制输入信号，以免净输入过大，使运放进入非线性区，就失去了“虚短”的特性。第8章运算放大器和模拟乘法器线性应用电路2010.02