模拟电子课件第二章

1、1 2.1 集成电路运算放大器集成电路运算放大器 2.2 理想运算放大器理想运算放大器 2.3 基本线性运放电路基本线性运放电路 2.4 同相输入和反相输入放大电路的同相输入和反相输入放大电路的 其他应用其他应用 2 运算放大器运算放大器 2 2.1 集成电路运算放大器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集成电路运算放大器的内部组成单元 集成运算放大器的内部结构框图集成运算放大器的内部结构框图 3 输入级：前置级，多采用差分放大电路。要求输入电阻输入级：前置级，多采用差分放大电路。要求输入电阻Ri 大， 大，电压放大倍数电压放大倍数Av1大大，输入端耐压高。输入端耐压高。

2、 中间级：主放大级中间级：主放大级。要求有足够的要求有足够的电压电压放大能力。放大能力。 输出级：功率级，多采用互补输出输出级：功率级，多采用互补输出功率放大电路功率放大电路。要求。要求RO 小， 小，带负载能力强，无电压放大能力带负载能力强，无电压放大能力。 4 运算放大器的代表符号运算放大器的代表符号 （a）国家标准规定的符号）国家标准规定的符号 （b）国内外常用符号）国内外常用符号 2. 集成电路运算放大器的符号集成电路运算放大器的符号 5 3. 运算放大器的电路模型运算放大器的电路模型 运放的性能指标运放的性能指标 运算放大器的电路模型运算放大器的电路模型 开环电压增益：开环电压增益：

3、 Avo105 （很高）（很高） 输入电阻：输入电阻： ri 106 （很大）（很大） 输出电阻：输出电阻： ro 100 （很小）（很小） vOAvo(vPvN) （ V vO V ） ） 注意输出与输入之间的相位关系。注意输出与输入之间的相位关系。 6 运放的电压传输特性运放的电压传输特性 饱和区饱和区 线性区线性区 当当Avo(vPvN) V 时时 vO V （正饱和） （正饱和） 当当Avo(vPvN) V-时时 vO V- （负饱和）（负饱和） 电压传输特性电压传输特性 vO f (vPvN) 线性范围内线性范围内 vOAvo(vPvN) Avo：斜率：斜率 7 2.2 理想运算放大

4、器理想运算放大器 1. vO的饱和极限值等于运放的电的饱和极限值等于运放的电 源电压源电压V 和 和V 4. 输入电阻输入电阻ri的阻值很高的阻值很高 使使 iPiN 0 5. 输出电阻输出电阻ro的阻值很小，即的阻值很小，即 r o 0 理想：理想：ri ro0 A vo vOA vo (vPvN) 运放的简化电路模型运放的简化电路模型 2. 运放的开环电压增益很高运放的开环电压增益很高 若若 vPvN0，则，则 vO= +Vom=V 若 若 vPvN0，则，则 vO= -Vom=V 3. 若若V vO R3时时， 试证明试证明VS ( R3 R1/R2 ) IM 解解:（1）根据虚断有）根

5、据虚断有 I1 =0 所以所以 I2 = IS = VS / R1 例例2.2 直流毫伏表电路直流毫伏表电路 R1R2150k ，R31k ， 输入信号电压输入信号电压VS100mV时，通时，通 过毫伏表的最大电流过毫伏表的最大电流IM(max)？ 根据虚短：根据虚短：VP = VN=0，R2和和R3相当于并联，所以相当于并联，所以I2R2= R3 (I2 - IM ) 所以所以 1 S 3 32 M )( R V R RR I 当当R2 R3时，时，VS( R3R1/R2 ) IM 代入数据计算即可。代入数据计算即可。 end 22 2.4 同相输入和反相输入放大同相输入和反相输入放大 电路

6、的其他应用电路的其他应用 一、求差电路一、求差电路 二、仪用放大器二、仪用放大器 三、求和电路三、求和电路 四、积分电路和微分电路四、积分电路和微分电路 23 从结构上看，它是反相输入从结构上看，它是反相输入 和同相输入相结合的放大电路。和同相输入相结合的放大电路。 4 on 1 ni1 R vv R vv 3 p 2 pi2 0 R v R vv i1 1 4 i2 32 3 1 41 o v R R v RR R R RR v )( 当当 , 2 3 1 4 R R R R 则则)( i1i2 1 4 o vv R R v 若继续有若继续有, 14 RR 则则 i1i2o vvv 根据虚短

7、、虚断，可得根据虚短、虚断，可得n、 p点的点的KCL方程：方程： pn vv 一、求差电路一、求差电路 24 从放大器角度看从放大器角度看 1 4 i1i2 o d R R vv v Av 当当 时时， 2 3 1 4 R R R R )( i1i2 1 4 o vv R R v 增益为增益为 （该电路也称为差分电路或减法电路）（该电路也称为差分电路或减法电路） 25 一种高输入电阻的差分电路一种高输入电阻的差分电路 26 ) 2 1( 1 2 3 4 21 O R R R R A vv v v 二、仪用放大器二、仪用放大器 27 1 ni1 R vv - - 3 on R vv - 根据虚

8、短、虚断和根据虚短、虚断和n点点 的的KCL得：得： 2i 2 3 1i 1 3 o vvv R R R R - - 321 RRR 若若 0 pn vv 2 ni2 R vv - - 则有则有 2i1io vvv - - （该电路也称为加法电路）（该电路也称为加法电路） 三、求和电路三、求和电路 28 1. 积分电路积分电路 式中，负号表示式中，负号表示vo与与vI在相位上是相反的。在相位上是相反的。 根据根据“虚短虚短”，得，得 根据根据“虚断虚断”，得，得 0 N v 0 I i 因此因此 R ii I 12 v 电容器被充电，其充电电流为电容器被充电，其充电电流为 2 i 设电容器设电容器C的初始电压为零，则的初始电压为零，则 t RC ti C d 1 d 1 I 2ON v vv t RC d 1 IO vv （积分运算）（积分运算） 四、积分电路和微分电路四、积分电路和微分电路 29 当当vI为阶跃电压时，有为阶跃电压时，有 vo与与 t 成线性关系成线性关系 t RC d 1 IO vv t RC VI t V I 30 2