第16章集成运算放大器.ppt

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1、第16章集成运算放大器课堂讨论16.1集成运算放大器概述16.2运算放大器在信号运算方面的应用16.3运算放大器在信号处理方面的应用16.4运算放大器在波形产生方面的应用16.5使用运算放大器应注意的几个问题返回主页大连交通大学电气学院1、级与级之间采用直接耦合方式16.1集成运算放大器概述16.1.1集成运算放大器的特点2、输入级采用差动放大电路3、直流高阻值电阻采用外接形式4、二极管采用晶体管构成16.1.2集成运算放大器的组成特点①输入级采用差分放大电路，KCMRR和ri很高。②中间级采用多级共射电路，起电压放大作用

2、。③输出级采用互补对称功率放大电路，ro很小，带负载能力很强。④偏置电路决定各级静态工作点。⑤直接耦合的多级放大电路，Au很高。⑥体积小、重量轻、功耗低、可靠性高。输入级中间级输出级输入端输出端偏置电路CF74181723456集成运算放大器的管脚和外部接线图－ud＋净输入：ud=u＋－u－集成运放的符号－＋＋u－u＋uoAo同相输入端反相输入端输出端+UCC－UEE87Auo23546u－u+u-：反相输入端对地电压u+：同相输入端对地电压Ao开环电压放大倍数uo：输出端对地电压uo=Ao(u+-u-)=Aoud－UOM

3、线性区当－≤ud≤＋uo=Aoud=Ao(u＋－u－)饱和区当ud＞＋时正饱和电压：uo=＋UOM=＋UCC当ud＜－时负饱和电压：uo=－UOM=－UEE+ε－ε+UOMudOuo负饱和区正饱和区线性区集成运放的电压传输特性集成运放的线性区等效电路模型－＋＋u－u＋uoAuoridroAuo(u+-u-)+-rid很高（几兆欧）ro很低（几百欧）16.1.3集成运算放大器的主要参数1.最大输出电压UOM2.开环电压放大倍数Auo3.共模抑制比KCMRR4.差模输入电阻rid5.最大共模输入电压UICMAuo=uo

4、uiKCMRR=AdAcAo越大，运放的线性区越窄，必须在输出与输入之间加负反馈，才能使它工作于线性区。1.理想运放的主要条件开环电压放大倍数：Auo→∞开环输入电阻：rid→∞开环输出电阻：ro→0共模抑制比：KCMRR→∞2.理想运放的符号u－u＋uo－ud＋－＋∞＋16.1.4理想运算放大器及分析依据3.理想运放的电压传输特性uo=＋UOM=＋UCC当u＋＜u－时：ud<0uo=－UOM=－UEE当u＋＞u－时：ud>0Ououd+UOM－UOMud=u+-u-4.引入深度负反馈时，理想运放具有的特性(1)∵Auo→

5、∞∴uoAuoud==0∴u＋=u－(2)∵rid→∞∴udridid==0(3)∵ro→0∴uoL=uocid反馈电路u－u＋uo－＋∞＋虚断路虚短路输出电压不受负载的影响5.工作在饱和区，理想运放具有的特性(1)u+与u-不一定相等，虚短路不满足(2)∵rid→∞∴udridid==0当u＋>u－时，uo=＋UOM当u＋

6、1R2uiiiid虚地16.2运算放大器在信号运算方面的应用①uo与ui成反比，且uo与ui的关系与运算放大器本身无关，只与外接元件R1、Rf的阻值有关。②若R1=Rf，则uo=－ui(称为反相器)。③R2为平衡电阻：R2=R1∥Rf说明u－u＋uoRfif－＋∞＋R1R2uiiiidＲfＲ1uo=－uiAfuo−u－Rf2.同相比例运算电路RfR1uo=)u＋(1＋u－R1=RfR1uo=)ui(1＋∵u－=u＋=ui∵id=0∴if=i1iiidu－u＋uoRfif－＋∞＋R1R2ui不是虚地uo=RfR1)ui(1+

7、说明①uo与ui同相位，且Af≥1；uo的大小与放大器本身无关,只与外接元件R1、Rf的阻值有关。②若Rf=0,R1=∞,R2=0时,uo=ui——电压跟随器。③平衡电阻R2=R1∥Rfuo－＋∞＋uiiiidu－u＋uoRfif－＋∞＋R1R2ui例16.1设计满足下列要求的电路。(1)uo=3ui；(2)uo=－3ui。解：RfR11＋=3ＲfＲ1=－3－Ｒf=2R1Ｒf=3R1(1)uo=3ui(2)uo=－3uiuo6.6kΩ－＋∞＋3.3kΩ2.2kΩuiuo15.3kΩ－＋∞＋5.1kΩ3.8kΩui二、加法运

8、算电路u＋=u－=0ui1Ｒ11ii1=ii1+ii2=ifui2Ｒ12ii2=ui1Ｒ11uoＲf＋=－ui2Ｒ12u－u＋uoRfif－＋∞＋R12R2ui1ii1ii2ui2R11虚地1.反相加法运算电路RfR12RfR11+)uo=－(ui1ui2ＲfＲ1uo=－(ui1+ui2)当R11=R1