集成运放及其基本应用课件.ppt

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1、模拟电子技术基础FundamentalsofAnalogElectronic第二章集成运放及其基本应用第二章集成运放及其基本应用§2.1放大的概念与放大电路的性能指标§2.2集成运算放大电路§2.3理想运放组成的基本运算电路§2.4理想运放组成的电压比较器§2.1放大的概念与放大电路的性能指标一、放大的概念二、放大电路的性能指标一、放大的概念放大的本质：能量的控制，利用有源元件实现VCC至少一路直流电源供电，是能源判断电路能否放大的基本出发点放大的特征：功率放大常用正弦波做测试信号放大的对象：变化量放大的基本要

2、求：不失真——放大的前提输入信号为零时为静态。能够控制能量的元件二、性能指标：研究的是动态性能。1.放大倍数：输出量与输入量之比电压放大倍数是最常被研究和测试的参数信号源信号源内阻输入电压输入电流输出电压输出电流对信号而言，任何放大电路均可看成二端口网络。2.输入电阻和输出电阻输入电压与输入电流有效值之比。从输入端看进去的等效电阻一般来说，Ri越大越好。（1）当信号源有内阻时，Ri越大，ui就越接近uS。（2）Ri越大，ii就越小，从信号源索取的电流越小。将输出等效成有内阻的电压源，内阻就是输出电阻。输出电阻R

3、o——从放大电路输出端看进去的等效电阻输出电阻是表明放大电路带负载能力的，Ro越小，放大电路带负载的能力越强，反之则差。输出电阻的定义：+-负载+-放大电路~AB3、通频带由于电容、电感及半导体元件的电容效应，使放大电路在信号频率较低和较高时电压放大倍数数值下降，并产生相移。衡量放大电路对不同频率信号的适应能力。下限频率上限频率4.最大不失真输出电压定义：不失真的前提下电路能够输出的最大电压。当输入电压再增加就会使输出波形产生非线性失真时的输出电压。有效值：最大值：峰峰值：5.最大输出功率与效率定义1：在输出信

4、号不失真的情况下，负载上能够获得的最大功率。定义2：最大输出功率与直流电源提供的总功率之比。功率放大电路的主要指标参数。§2.2集成运算放大电路一、差分放大电路的概念二、集成运放的符号及电压传输特性三、理想运放及其动态等效电路一、差分放大电路的概念1.需求热电阻测温电桥环境温度变化阻值变化某一标准温度下uI1＝uI２＝VCC/2uI＝uI1－uI２＝0。需要一种放大电路，对uI1和uI２共同的部分不放大，仅对它们的差值放大。温度变化（即偏离标准温度）时，产生ΔuI，这是放大的对象。——差分放大电路2.共模信号和

5、差模信号共模信号：若差分放大电路的两个输入端所输入的信号大小相等、极性相同，则称之为共模信号。差模信号：若差分放大电路的两个输入端所输入的信号大小相等、极性相反，则称之为差模信号。对差分放大电路的要求：放大差模信号、抑制共模信号3.典型差分放大电路方框图典型的差分放大电路有两个输入端、两个输出端，它们均不直接接地，这种电路形式称为双端输入、双端输出接法。（1）加差模信号时差分放大电路的输入回路和输出回路均具有对称性，故输入回路和输出回路的中点电位不变，即动态电位为0，即为“地”。RL（2）加共模信号时差分放大电

6、路具有理想对称性，温度变化所引起晶体管参数的变化可等效为共模信号输入。uI/24.差分放大电路的放大倍数差模放大倍数共模放大倍数共模抑制比越大越好绝对值越小越好绝对值越大越好为综合考察差分放大电路放大差模信号和抑制共模信号的能力，引入参数—共模抑制比。5.差分放大电路的四种接法由于在实际应用场合为避免干扰输入信号源有接地端，为负载安全负载常需有接地端，故差分放大电路有四种接法，即双端输入双端输出、双端输入单端输出、单端输入双端输出和单端输入单端输出。双端输入、单端输出电路：集成运放可等效为高性能的双端输入单端输

7、出差分放大电路。二、集成运放的符号及电压传输特性集成运算放大电路因最初为实现信号的运算而得名。高性能：输入电阻很大、输出电阻很小、差模放大倍数很大、共模放大倍数很小、频带很宽、受温度的影响很小……不同型号的集成运放供电电源不同，有的两路电源供电，有的一路电源供电，有的两种情况均可。缺省时认为是±VCC（常为±15V）供电。1.符号极性相同极性相同二、电压传输特性:输出电压与输入电压的函数关系线性区开环差模增益高达几十万倍非线性区输出不是高电平+UOM就是低电平-UOM若±UOM=±14V，Aod=105，则为保

8、证集成运放工作在线性区输入信号的范围为多少？±UOM的值决定于什么？三、理想运放及其动态等效电路理想运放的参数特点：差模输入电阻rid为∞、输出电阻ro为0、开环差模增益Aod为∞、共模抑制比KCMR为∞、频带无限宽、温度对参数无影响。问题：若将输入信号直接加在理想运放的输入端，则理想运放有可能工作在线性区吗？负载电阻的阻值变化时，理想运放的输出电压变化吗？为什么？§2.3理想运放组成