电工学秦增煌第七版16章

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1、16.1集成运算放大器的简单介绍16.2运算放大器在信号运算方面的应用16.3运算放大器在信号处理方面的应用16.4运算放大器在波形产生方面的应用第16章集成运算放大器本章要求:1.了解集成运算放大器的基本组成及其主要参数的意义；2.理解运算放大器的电压传输特性，理解理想运算放大器并掌握其基本分析方法；3.掌握用运放组成的比例、加减、微分和积分运算电路的分析；4.理解电压比较器的工作原理和应用。第16章集成运算放大器{end}集成电路:它是用一定的生产工艺把晶体管、场效应管、二极管、电阻、电容、以及它们之间的连线所组成

2、的整个电路集成在一块半导体基片上，封装在一个管壳内，构成一个完整的、具有一定功能的器件，也称为固体器件优点：工作稳定、使用方便、体积小、重量轻、功耗小，实现了元件、电路和系统的三结合16.1集成运算放大器的简单介绍16.1.1集成运算放大器的特点集成电路中元器件的特点1.单个的精度不是很高,但由于是在同一硅片上、用相同工艺生产出来的，性能比较一致元器件相互离得很近,温度特性较一致3.电阻一般在几十欧至几十千欧、太高或太低都不易制造4.电感难于制造,电容一般不超过200pF,大电容不易制造集成电路的封装双列直插式塑料封装

3、管脚数有8、10、12、14、16等种类金属壳封装管脚数有8、10、12等种类集成运算放大器=具有高电压增益的直接耦合多级放大电路输入级中间级输出级+-uoui1ui2偏置电路反相输入端同相输入端输出端输入级：多采用差动放大电路，以抑制零漂、提供两个输入端。中间级：多采用共射放大电路，以提供高电压放大倍数。输出级：多采用功率放大电路，以输出一定的功率。偏置电路：多采用镜像恒流源电路。符号+U-U注意：实际运放在使用时必须外加电源为什么要加正负电源？++-ui1ui2uoA16.1.2电路的简单说明F007集成运算放大器

4、结构简介F007的简化电路结构复合管构成高Au的中间级输入级为改进型差动放大电路互补对称功放输出级保护管16.1.3主要参数开环电压放大倍数Au0运放开环时输出电压与输入差模电压之比,一般运放可达80dB，高精度运放可达140dB。共模抑制比KCMR差模电压放大倍数与共模电压放大倍数之比,一般运放可达80dB，高精度运放可达160dB。差模输入电阻rid--输入差模信号时的输入电阻，可达MΩ数量级。输出电阻ro--可达几十Ω∽几百Ω。输入失调电压UIO指当输入电压为零时，为使输出电压也为零所必须在输入端加的补偿电压。一

5、般为1∽5mV，高精度运放可达±0.5mV。输入失调电流IIO输入为零时，IIO=

6、IB1-IB2

7、。一般为几十nA。++-uoARbRbIB1IB2集成运算放大器的简化等效电路等效++-ui1ui2uoAuouidridro-uid理想运算放大器的条件Auo=∞rid=∞KCRM=∞ro=0符号++-ui1ui2uoA++-ui1ui2uo∞16.1.4理想运算放大器及其分析依据运算放大器的传输特性+UO(sat)-UO(sat)线性区饱和区饱和区理想特性实际特性例F007运算放大器的正、负电源电压为±15V，开环电

8、压放大倍数Au0=2105,输出最大电压（即Uo(sat))为±13V。在下图电路中分别加如下电压，求输出电压及其极性：－＋＋u－u+uo解:只要两个输入端之间的电压绝对值超过65µV，输出电压就达到正或负的饱和值。运算放大器工作在线性区的条件+UO(sat)-UO(sat)线性区运放工作在线性区的条件是在电路中加入负反馈。运算放大器线性应用时的分析依据：1.差模输入电阻,两个输入端的输入电流可认为是零，即虚断。2.开环电压放大倍数输出电压是一个有限值，即虚短。如果信号从反相端输入，同相端接地反相端近于“地”电

9、位，即虚地。运算放大器工作在饱和区的条件：饱和区饱和区+UO(sat)-UO(sat)线性区在开环与正反馈条件下，运放工作在饱和区。运算放大器在饱和区时的情况：注意：此时输入端的输入电流也等于零，即“虚断”{end}实现将输入信号按比例放大的电路，称为比例运算电路反相输入同相输入-----实现运算uo=-kui-----实现运算uo=+kui1、反相输入电路结构特点Rf引入深度负反馈该反馈为何种组态？输入信号加入反相端平衡电阻R’=R1//Rf++-∞R1Rfui+-R’-u0+Δ16.2运算放大器在信号运算方面的应用

10、16.2.1比例运算++-∞R1Rfui+-R’-u0+Δ参数计算因为I-=0，所以i1=if即，又因为U-=U+=R’I+=0所以，即电压放大倍数输入电阻因为电路引入电压负反馈，输出电阻ro=0若输出端加负载，uo改变吗？则实现运算：虚地i1ifI-++-∞R1Rfui+-R’-u0+Δ2、同相输入电路结构特点Rf引入深度负反馈