电路原理第五章 含运算放大器的电阻电路.ppt

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1、第五章含运算放大器的电阻电路重点（1）理想运算放大器的外部特性；（2）含理想运算放大器的电阻电路分析；（3）熟悉一些典型的电路；下页返回1运算放大器(operationalamplifier)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，获得了越来越广泛的应用。5.1运算放大器的电路模型1.简介应用主要用于模拟计算机，可模拟加、减、积分等运算，对电路进行模拟分析。在信号处理、测量及波形产生方面也获得广泛应用。下页上页返回27654321+15V－15V8电路模块输入级偏置电路中间级用以电压放大

2、输出级输入端输出端符号8个管脚：2：反相输入端3：同相输入端4、7：电源端6：输出端1、5：外接调零电位器8：空脚单向放大下页上页返回3+__+u+u-+_uoao+_ud_+A+b电路符号a：反向输入端，输入电压u－b：同向输入端，输入电压u+o：输出端,输出电压uo在电路符号图中一般不画出直流电源端，而只有a,b,o三端和接地端。其中参考方向如图所示，每一点均为对地的电压，在接地端未画出时尤须注意。A：开环电压放大倍数，可达十几万倍:公共端(接地端)下页上页返回42.运算放大器的输入输出关系+__+u+u-+_uoao+_ud_+A+b（1）a端加输入电压u－、b端接地（2）b

3、端加输入电压u－、a端接地（3）a、b端同时加输入电压5在a,b间加一电压ud=u+-u-，可得输出uo和输入ud之间的转移特性曲线如下：分三个区域：①线性工作区：

4、ud

5、<=Usat/A,则uo=Aud②正向饱和区：③反向饱和区：ud>则uo=Usatud<-则uo=-Usat3.运算放大器的外特性曲线是一个数值很小的电压，例如Usat=13V,A=105，则=0.13mV。Usat-Usat-Uo/VUd/mVO实际特性近似特性au+u-uoo+_ud_+A+b下页上页返回6放大电路4.电路模型输入电阻输出电阻当:u+=0,则uo=－Au－当:u－=0,则uo=A

6、u＋+_A(u+-u-)RoRiu+u-＋－uo下页上页返回IiIo输入电阻:输入电阻是从放大电路输入端看进去的等效电阻，定义为输入电压有效值Ui和输入电流有效值Ii之比输出电阻:输出电阻是从放大电路输出端看进去的等效电阻，定义为输出电压有效值Uo和输出电流有效值Io之比输入/输出电阻定义7放大电路+_A(u+-u-)RoRiu+u-＋－uoRsRL输入/输出电阻性质Ro愈小，负载电阻RL变化时，Uo的变化愈小，放大电路的带负载能力愈强。Ri越大，表明放大电路输入端的电流越小，放大电路所得到的输入电压Ui越接近信号源电压Us。实际运放具有高输入电阻、低输出电阻的性质。8在线性放大区

7、，将运放电路作如下的理想化处理：①Auo为有限值，则ud0,即u+=u-，两个输入端之间相当于短路(虚短路)；②Ri5.理想运算放大器i+=0,i－=0。即从输入端看进去，元件相当于开路(虚断路)。③Ro096.含理想运放的分析规则虚短：由于运放的输入电压应该无穷小，同向输入端和反向输入端电压近似为零，故可以看成是短路---“虚短”虚断：由于运放的输入电流亦近似为零。故在分析计算含理想运放电路时，可以将运放的两个输入端视为开路---“虚断”。虚地：当运放的同向端（或反向端）接地时，运放的另一端也相当于接地，我们称其为“虚地”。合理地运用上述规则，结合结点电压法，将可以简

8、化含运放电路的分析。P120au+u-uoo+_ud_+∞+b10au+u-uoo+_ud_+∞+bi－i＋io+_uo_+++_uiR1RfRLi1i2u+u-虚断原则注意事项：对于理想运放，两个输入端电流等于0，但输出端电流不一定为0。R1RiRfRo-Au－+_+_u－+_uo+_uiRL运放等效电路2111R1RiRfRo-Au－+_+_u－+_uo+_uiRL运放等效电路21倒向比例器运放开环工作极不稳定，一般外部接若干元件(R、C等)，使其工作在闭环状态。Rf+_uo_+A++_uiR1RL下页上页返回5.2比例电路的分析12用结点法分析：(电阻用电导表示)(G1+G

9、i+Gf)un1-Gfun2=G1ui-Gfun1＋(Gf+Go+GL)un2=–GoAu1u1=un1整理，得(G1+Gi+Gf)un1-Gfun2=G1ui(-Gf+GoA)un1＋(Gf+Go+GL)un2=0解得uiR1RiRfRo-Au1+_+_u1+_uo+_RL运放等效电路21下页上页返回13因A一般很大，上式分母中Gf(AGo-Gf)一项的值比(G1+Gi+Gf)(G1+Gi+Gf)要大得多。所以，后一项可忽略，得表明uo/ui只取决于反馈电阻Rf与R