模电第二章.运算放大器课件.ppt

《模电第二章.运算放大器课件.ppt》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、2.1集成电路运算放大器2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的其他应用2.1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2.1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（a）国家标准规定的符号b）国内外常用符号图2.1.2运算放大器的代表符号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

2、)（V－＜vO＜V＋）注意输入输出的相位关系当vO=Avo(vP－vN)≥V＋时vO＝V＋当vO=Avo(vP－vN)≤V-时vO＝V-2.运算放大器的电路模型电压传输特性vO＝f(vP－vN)线性范围内vO＝Avo(vP－vN)Avo——斜率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－

3、0理想：ri≈∞ro≈0Avo→∞vO＝Avo(vN－vP)图2.2.1运放的简化电路模型end2.3基本线性运放电路2.3.1同相放大电路2.3.2反相放大电路2.3.1同相放大电路1.基本电路同相放大电路2.3.1同相放大电路2.负反馈的基本概念开环闭环反馈：将放大电路输出量，通过某种方式送回到输入回路的过程。瞬时电位变化极性——某时刻电位的斜率电路有vo＝Avo(vp－vn)引入反馈后vn0，vp(vi)不变→(vp－vn)↓→vo↓使输出减小了，Av＝vo/vi下降了，这时的反馈称为负反馈。增益2.3.1同相放大电路3.

4、虚短和虚断图中输出通过负反馈的作用，使vn自动地跟踪vp，若电路处于深度负反馈，则vp≈vn，或vid＝vp－vn≈0。这种现象称为虚假短路，简称虚短。由于运放的输入电阻ri很大，所以，运放两输入端之间的ip＝-in＝(vp－vn)/ri≈0，这种现象称为虚断。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。2.3.1同相放大电路4.几项技术指标的近似计算（1）电压增益Av（2）输入电阻根据虚短和虚断有（3）输出电阻2.3.1同相放大电路5.电压跟随器（可作为公式直接使用）电

5、压跟随器的作用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2.3.2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2.几项技术指标的近似计算2.3.2反相放大电路（1）电压增益AvN为虚地（2）输入电阻（3）输出电阻例2.3.2(1)求（2）R1＝R2＝150k，R3＝1k，输入信号电压VS＝100mV时，通过毫伏表的最大电流IM(max)＝？当R2>>R3时，（1）试证明VS＝(R3R1/R2)IM解:（1）根据虚断有II=0所以I2=IS=VS/R

6、1例2.3.3直流毫伏表电路又根据虚短有VP=VN=0R2和R3相当于并联，所以–I2R2=R3(I2-IM)所以当R2>>R3时，VS＝(R3R1/R2)IM（2）代入数据计算即可2.4同相输入和反相输入放大电路的其他应用2.4.1求差电路2.4.2仪用放大器2.4.3求和电路2.4.4积分电路和微分电路2.4.1求差电路（减法运算电路）从结构上看，它是反相输入和同相输入相结合的放大电路。若则若继续有则根据虚短、虚断和n、p点的KCL得：从放大器角度看增益为(该电路也称为差分电路或减法电路)一种高输入电阻的差分电路2.4.2仪用

7、放大器2.4.3求和电路若则有（该电路也称为加法电路）根据虚短、虚断和n点的KCL得：2.4.4积分电路和微分电路1.积分电路式中，负号表示vO与vI在相位上是相反的。根据“虚短”，得根据“虚断”，得因此电容器被充电，其充电电流为设电容器C的初始电压为零，则（积分运算）当vI为阶跃电压时，有vO与t成线性关系1.积分电路2.微分电路end归纳：频域：时域：同相积分器∴2.4同相输入和反相输入放大电路的其他应用2.4.1求差电路2.4.2仪用放大器2.4.3求和电路2.4.4积分电路和微分电路2.4.1求差电路从结构上看，它是反相输

8、入和同相输入相结合的放大电路。当则若继续有则根据虚短、虚断和n、p点的KCL得：2.4.1求差电路从放大器角度看时，增益为（该电路也称为差分电路或减法电路）2.4.1求差电路一种高输入电阻的差分电路2.4.2仪用放大器2.4.3求和电路根据虚短、虚