《电路》课件 运算放大器.ppt

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1、第5章运算放大器5.1运算放大器概述5.2运算放大器构成的比例器5.3运算放大器典型电路分析目录5.1运算放大器概述运算放大器（运放）是一种多端集成电路，它的电压放大倍数（电压增益）很高。运放通常由数十个晶体管和一些电阻构成。早期，运放用来完成模拟信号的求和、微分和积分等运算，故称为运算放大器。现在已有上千种不同型号的集成运放。运放是一种价格低廉、用途广泛的电子器件。它的应用已远远超过运算的范围。它在通信、控制和测量等设备中得到了广泛应用。如用于各种测量电路、音响电路、有源滤波器、电压比较器、恒流源、加（减）法器、桥式传感器放大电路等等。运放器件的电

2、气图形符号如图(a)所示。运放在正常工作时，需将一个直流正电源和一个直流负电源与运放的电源端E+和E-相连[图(b)]。两个电源的公共端构成运放的外部接地端。运放简介5.1运算放大器概述运放与外部电路连接的端钮只有四个：两个输入端、一个输出端和一个接地端，这样，运放可看为是一个四端元件。u-、u+和uo分别表示反相输入端、同相输入端和输出端相对接地端的电压。ud=u+-u-称为差模输入电压。5.1运算放大器概述+_A_a........boE+E-+_ubua+uo+_a端：反相输入端：在o端输出时相位相反电路符号b端：同相输入端：在o端输出时相位相

3、同o端：输出端....Aoab_+A：电压放大倍数，也称作“电压增益”5.1运算放大器概述+_A_a........bo+15V-15V+_ubua+uo+_叠加法：差动输入方式端口方程：....Aoab_+端口方程5.1运算放大器概述Ri：输入电阻很大电路模型A很大Ro：输出电阻很小，..RiA(ub-ua)..Roabo+_uo+_.ub+_ua+_理想运放理想化条件：5.1运算放大器概述理想状态下，“虚断”,电流可以为0，但不能把支路从电路里断开,“虚短”,但不能在电路中将a、b两点短接“虚断”和“虚短”的概念，是分析含理想运放电路的基础..R

4、iA(ub-ua)..Roabo+_uo+_.ub+_ua+_iaib5.1运算放大器概述..A(ub-ua)..abo+_uo+_ub+_ua+_....RiA(ub-ua)..Roabo+_uo+_.ub+_ua+_5.1运算放大器概述常用接法“虚地”：可把a点电位用0代入，但不能直接作接地处理理想化：+_Aa.....bo5.1运算放大器概述（1）反相放大器利用理想运放输入端口的“虚断”、“虚短”特性(i-=i+=0)，写出电路中结点①的KCL方程：解得5.2运算放大器构成的比例器当Rf>R1时，输出电压的幅度比输入电压幅度大，该电路是一个电压

5、放大器。式中的负号表示输出电压与输入电压极性相反，故称为反相放大器。例如,R1=1k,Rf=10k,uin(t)=8V时，输出电压为5.2运算放大器构成的比例器（2）同相放大器利用理想运放的“虚短”、“虚断”特性，写出图示电路中结点①的KCL方程解得5.2运算放大器构成的比例器由于输出电压的幅度比输入电压的幅度大，而且极性相同，故称为同相放大器。例如R1=1k,Rf=10k,uin(t)=8V时，输出电压为:5.2运算放大器构成的比例器5.3运算放大器典型电路分析含理想运放的电路分析分析方法：节点电压法采用概念：“虚断”，“虚短”，“虚地”避

6、免问题：对含有运放输出端的节点不予列方程求解次序：由最末一级的运放输入端开始，逐渐前移几种常用运放电路分析（1）电压跟随器图示为电压跟随器，是一种最简单的运放电路显然，该电路的输出电压uo将跟随输入电压uin的变化，故称为电压跟随器。5.3运算放大器典型电路分析由于该电路的输入电阻Ri为无限大和输出电阻Ro为零，将它插入两个双口网络之间（如下图所示）时，既不会影响网络的转移特性，又能对网络起隔离作用，故又称为缓冲器5.3运算放大器典型电路分析加法运算电路利用理想运放的“虚短”、“虚断”特性，写出图示电路中结点①的KCL方程5.3运算放大器典型电路分析

7、当R1=R2=R时，上式变为该电路输出电压幅度正比于两个输入电压之和，实现了加法运算。当R3>R1=R2时，还能起反相放大作用，是一种加法放大电路。解得5.3运算放大器典型电路分析负阻变换器用外加电源法求出a、b两端的VCR关系,从而求得输入电阻Rab。利用理想运放的“虚短”、“虚断”特性：5.3运算放大器典型电路分析得到代入KVL方程解得当R1=R2时5.3运算放大器典型电路分析（7）一般运放电路的分析例：电路如图所示，求uo/ui。+_+_+_•R1+_••R2R3R4R5R6方法：运用两个规则，结合节点电压方程求解。注意：不能列写运放输出节点的

8、节点电压方程！5.3运算放大器典型电路分析+_+_+_•R1+_••R2R3R4R5R6cba一般只需对输入