模电ppt第二章.ppt

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1、第2章运算放大器本章主要内容本章将主要介绍三大类集成运算电路：比例运算电路(同相、反相放大电路)加、减运算电路积分和微分运算电路本章解决问题所用的分析方法理想集成运放工作在线性工作区时所具有的两个重要特点：叠加定理（之所以可以用它，是因为本章讨论的内容都是线性的）。虚短：vP=vN虚断：iP=iN＝02.1集成电路运算放大器1.集成电路运算放大器的内部组成单元图2.1.1集成运算放大器的内部结构框图vPvNvo典型集成运放的方框图：负载该方框图分成3个级，四个部分。每一部分构成的电路，称为单元电路。（1）输入级（又称前置级）要求：Ri高，以便把外加信

2、号尽可能多的吸入电路中去，同时要考虑干扰信号的滤除问题。——往往都是用双端输入的高性能差分放大电路。（2）中间级作用：在这一级把信号尽量放大，使集成运放具有较强的放大能力。——多采用共射（或共源）放大电路（∵它们的AV大）；——多采用复合结构（∵它们的AV大）；如：复合管结构bceβ=β1β2bceβ=β1β2互补型（3）输出级要求：Ro小，带负载能力强；非线性失真小。——多采用互补对称输出电路，保证功率放大。（4）偏置电路用于设置集成运放各级放大电路的静态工作点——采用电流源电路为各级提供合适的静态工作电流，从而确定了合适的静态工作点。2.1集成电

3、路运算放大器1.集成电路运算放大器的内部组成单元图2.1.2运算放大器的代表符号（a）国家标准规定的符号（b）国内外常用符号+VCC-VEEPNvPvNOvOiPiNA集成运放的符号同相输入端反相输入端这两个电压有时画有时不画，无所谓！输入与输出的关系：当vi从反相输入端输入时，vo与vi反相；当vi从同相输入端输入时，vo与vi同相；2.运算放大器的电路模型图2.1.3运算放大器的电路模型通常：开环电压增益Avo的105（很高）输入电阻ri106Ω（很大）输出电阻ro100Ω（很小）vO＝Avo(vP－vN)（V－＜vO＜V＋）注意输入输出的

4、相位关系2.运算放大器的电路模型当Avo(vP－vN)V＋时vO＝V＋当Avo(vP－vN)V-时vO＝V-电压传输特性vO＝f(vP－vN)线性范围内vO＝Avo(vP－vN)Avo——斜率图2.1.4运算放大器的电压传输特性2.2理想运算放大器1.vo的饱和极限值等于运放的电源电压V＋和V－2.运放的开环电压增益很高若（vP－vN）＞0则vO=+Vom=V＋若（vP－vN）＜0则vO=–Vom=V－3.若V－

5、1运放的简化电路模型理想的集成运放具有如下特性：【※※】①②③以后使用如无特殊说明都认为是理想集成运放为了扩大运放的线性区，必须给运放电路引入负反馈。理想运放工作在线性区的条件：电路中有负反馈！运放工作在线性区的分析方法：虚短（u+=u-）虚断（ii+=ii-=0）线性区由运放引入负反馈而得到的虚短和虚断两个重要概念，是分析由运放组成的各种线性应用电路的利器，必须熟练掌握。非线性区（正、负饱和状态）运放工作在非线性区的条件：电路开环工作或引入正反馈！运放工作在非线性区的分析方法在第9章讨论+10V-10V+Uom-Uom0uoui2.3.1同相放大电

6、路（a）电路图（b）小信号电路模型图2.3.1同相放大电路1.基本电路2.3基本线性运放电路2.3.1同相放大电路2.几项技术指标的近似计算（1）电压增益Av根据虚短和虚断的概念有vp≈vn，ip＝-in＝0所以（可作为公式直接使用）2.3.1同相放大电路2.几项技术指标的近似计算（2）输入电阻Ri输入电阻定义根据虚短和虚断有vi＝vp，ii＝ip≈0所以（3）输出电阻RoRo→02.3.1同相放大电路3.电压跟随器根据虚短和虚断有vo＝vn≈vp＝vi（可作为公式直接使用）此电路是同相比例运算的特殊情况。在电路中作用与分立元件的射极输出器相同。由运

7、放构成的电压跟随器输入电阻高、输出电阻低，其跟随性能比射极输出器更好。图2.3.2电压跟随器电压跟随器的作用（为什么不直接输出？Why？）无电压跟随器时:负载上得到的电压电压跟随器时:ip≈0，vp＝vs根据虚短和虚断有vo＝vn≈vp＝vs2.3.2反相放大电路（a）电路图（b）由虚短引出虚地vn≈0图2.3.5反相放大电路1.基本电路虚地点2.几项技术指标的近似计算（1）电压增益Av根据虚短和虚断的概念有vn≈vp＝0，ii＝0所以i1＝i2即（可作为公式直接使用）2.3.2反相放大电路2.几项技术指标的近似计算（2）输入电阻Ri（3）输出电阻R

8、oRo→02.3.2反相放大电路采用T型反馈网络的反相比例电路目的：采用低阻值电阻网络获得高增益。分析：u+