第2章--运算放大器.ppt

《第2章--运算放大器.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、第2章运算放大器2.1集成电路运算放大器2.4同相输入和反相输入放大电路的其它应用2.5SPICE仿真例题2.2理想运算放大器2.3基本线性放大电路理想运放特性、理想运放工作状态、理想运放分析方法。集成运放的基本应用电路,从功能来看,有信号的运算、处理和产生电路等。模拟信号运算电路,包括加法、减法、微分、积分等。（本章讨论）信号处理电路的内容也较广泛,包括有源滤波、精密二极管整流电路、电压比较器和取样-保持电路等。信号产生电路在第9章介绍。教学内容：集成电路的组成、分析方法及基本应用电路，重点讨论了模拟信号运算电路教学要求：本章的重点是

2、在掌握几种运算放大器基本应用电路的基础上，找出应用电路的共同规律、分析问题的方法与思路，以便能举一反三，为掌握其它应用电路奠定基础。教学要点：建立运算放大器“虚短”和“虚断”的概念，重点介绍由运算放大器组成的加法、减法、积分和微分电路的组成和工作原理。集成电路运算放大器是一种高电压增益、高输入阻抗和低输出阻抗的多级直接耦合放大电路。它的种类很多，电路也不一样，但结构有共同之处。2.1集成运算放大器集成运算放大器的内部结构框图一般由输入级、中间(放大)级、输出级和偏置电路等四部分组成。有两个输入端P和N、一个输出端O：1.集成电路运算放大

3、器的内部组成单元输入级差分放大Av1中间级电压放大Av2输出级功率放大Av3PNvPvNvo++---+偏置电路vo1-+vo2-+=1oP称同相输入端：当输入信号从P端加入(N端接地)时，输出信号与输入信号同相。+同相输入端：输入级差分放大Av1中间级电压放大Av2输出级功率放大Av3PNvPvNvo++---+偏置电路vo1-+vo2-+=1oN称反相输入端当输入信号从N端加入(P端接地)时，输出信号与输入信号反相。+反相输入端：输入级差分放大Av1中间级电压放大Av2输出级功率放大Av3PNvo++-+偏置电路vo1-+vo2-+

4、=1oviv01＝Av1vi＝Av1(vP-vN)V02=Av2vo1＝Av1Av2(vP-vN)V0＝v02＝Av1Av2(vP-vN)＝Av0(vP-vN)Av0＝Av1Av2信号放大传输过程：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）国内外常用符号集成电路运算放大器的符号：同相输入端vP反相输入端vN图2.1.3运算放大器的电路模型特点：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＋）注意输入输出的相位关系2.运算放大

5、器的电路模型输入端：等效为电阻--输入电阻输出端：等效为受控电压源--电压控制电压、输出电阻当Avo(vP－vN)V＋时vO＝V＋--正饱和当Avo(vP－vN)V-时vO＝V---负饱和电压传输特性vO＝f(vP－vN)vO＝Avo(vP－vN)Avo——斜率非线性区—限幅区线性区vIv0-V0m+V0m因开环放大倍数Avo很高，所以即是在输入端有微小的变化也会使运放进入非线性区而使输出接近电源电压。线性区内:v0=vIAvo=(vP-vN)Avo非线性区内:正向饱和:v0=+V0m负向饱和:v0=-V0m运算放大器有两个工作区线

6、性工作区和非线性工作区。集成电路运算放大器的开环电压传输特性小结：例题2.1.1P251.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－

7、;理想运放的开环传输特性：当vP＞vN时，V0=+V0m当vP＜vP时，V0=-V0mv0-V0m+V0mvI＝vP-vN2.3.1同相放大电路2.3.2反相放大电路2.3基本线性运放电路运放均为理想运算放大器（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2.3.1同相放大电路开环闭环反馈：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，增益Av＝vo/vi下降了，这

8、时的反馈称为负反馈2.负反馈的基本概念图中输出通过负反馈的作用，使vn自动地跟踪vp，即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