第6章 模拟集成电路及其应用

1、集成运算放大器简介集成运算放大器简介集成电路是相对于分立元件而指的一类半导体集成电路是相对于分立元件而指的一类半导体器件，它将元件和电路器件，它将元件和电路“集成集成”在一个半导体在一个半导体芯片内，完成一定的功能，由于电路和元件是芯片内，完成一定的功能，由于电路和元件是同时同时制作完成的，所以，具有很好的制作完成的，所以，具有很好的元件一致元件一致性性；另一方面，组成电路的各元件之间空间距；另一方面，组成电路的各元件之间空间距离非常小，因此，构成电路有一套特殊的理论、离非常小，因此，构成电路有一套特殊的理论、方法和工艺。不能用分立元件电路的理论来解方法和工艺。不能用分立元件电路的理论来解释集

2、成电路的内部工作情况。在电子电路中，释集成电路的内部工作情况。在电子电路中，集成电路已经作为一种功能模块器件得到广泛集成电路已经作为一种功能模块器件得到广泛应用，使用集成电路需要了解它的外部特性，应用，使用集成电路需要了解它的外部特性，但对内部结构一般没有必要也不可能仔细分析。但对内部结构一般没有必要也不可能仔细分析。集成电路的分类集成电路的分类集成电路集成电路数字集成电路数字集成电路模拟集成电路模拟集成电路门电路门电路触发器触发器存储器存储器功能部件功能部件微处理器微处理器线性电路线性电路非线性电路非线性电路集成电路集成电路双极型双极型单极型（单极型（MOS）小规模小规模(10100元件元件

3、/片片)SSI中规模中规模(1001000元件元件/片片)MSI大规模大规模(100010万元件万元件/片片)LSI超大规模超大规模(10万元件万元件/片片)VLSI按功能分按功能分按导电类型分按导电类型分混合型混合型按集成度分按集成度分集成电路集成电路（1）集成运算放大器的内部组成）集成运算放大器的内部组成集成运算放大器内部由五个部分组成：集成运算放大器内部由五个部分组成：输入级输入级中间级中间级输出级输出级偏置电路偏置电路保护电路保护电路直流电源直流电源+同相输入端同相输入端- -反相输入端反相输入端输出端输出端一、集成运算放大器的组成一、集成运算放大器的组成集成运算放大器简介集成运算放大

4、器简介（2）集成运算放大器内部组成特点：）集成运算放大器内部组成特点： 无电感、无大容量电容、无大阻值电阻、由三极无电感、无大容量电容、无大阻值电阻、由三极管代替二极管。管代替二极管。AuoAuou- -u+u- -u+uououo=Auo(u+- -u- -)uo=Auo(u+- -u- -)Auo开环电压放大倍数开环电压放大倍数二、集成运算放大器的电路符号及器件外形二、集成运算放大器的电路符号及器件外形集成运算放大器简介集成运算放大器简介集成运算放大器的电路符号及器件外形集成运算放大器的电路符号及器件外形87654321- -VCC+ +VCCuou+u- -调零调零调零调零空空双列直插式

5、单运放外部引脚双列直插式单运放外部引脚标志标志集成运算放大器的特点集成运算放大器的特点1）、输入电阻很大）、输入电阻很大2）、输出电阻很小）、输出电阻很小3）、开环放大倍数）、开环放大倍数Auo很大很大四、集成运算放大器的电压传输特性四、集成运算放大器的电压传输特性输出信号与输入信号之间的关系曲线输出信号与输入信号之间的关系曲线三、集成运算放大器的特点三、集成运算放大器的特点uou- - - - u+0线性工作范围线性工作范围正饱和正饱和负饱和负饱和五、集成运算放大器的主要参数五、集成运算放大器的主要参数1）、开环电压放大倍数）、开环电压放大倍数Auo没有接反馈时所测出的差模电压放大倍数，通常

6、数值没有接反馈时所测出的差模电压放大倍数，通常数值很高，在很高，在104107之间，理想状态：之间，理想状态：Auo= 集成运算放大器的主要参数2）、最大差模输入电压）、最大差模输入电压Uidm两个输入端之间允许加的最大电压。其大小取决于输入两个输入端之间允许加的最大电压。其大小取决于输入级的结构。级的结构。3）、最大共模输入电压）、最大共模输入电压Uicm运放对共模信号的抑制能力，只有在一定的共模输入电运放对共模信号的抑制能力，只有在一定的共模输入电压范围内才存在，超过压范围内才存在，超过UicM,运放不能正常工作。运放不能正常工作。4）、最大输出电压）、最大输出电压 Uom指运放在不失真的

7、条件下的最大输出电压。指运放在不失真的条件下的最大输出电压。集成运算放大器的主要参数集成运算放大器的主要参数5）、静态功耗）、静态功耗无输入信号时，运放的功率损耗。无输入信号时，运放的功率损耗。6）、输入失调电压）、输入失调电压U0S当输入为当输入为0时，输出不为时，输出不为0。要使输出为。要使输出为0，在输入端加，在输入端加一个很小的补偿电压，这个补偿电压称为一个很小的补偿电压，这个补偿电压称为Uos7）、输入失调电流）、输入失调电流I0S21BBosIII 8）、输入基极电流）、输入基极电流IB 221BBBIII 越小越好。越小越好。放大电路中的负反馈放大电路中的负反馈1、反馈的概念、反

8、馈的概念基本放大电路中，有源器件（晶体管）具有信号单向基本放大电路中，有源器件（晶体管）具有信号单向传递性，被放大信号从输入端输入，放大以后输出，传递性，被放大信号从输入端输入，放大以后输出，只有输入信号对输出信号的控制；如果在电路中存在只有输入信号对输出信号的控制；如果在电路中存在一些通路，将输出信号的一部分馈送到放大器的输入一些通路，将输出信号的一部分馈送到放大器的输入端，与外部输入信号叠加，产生基本放大电路的净输端，与外部输入信号叠加，产生基本放大电路的净输入信号，实现输出信号对输入的控制，即称构成了反入信号，实现输出信号对输入的控制，即称构成了反馈。如图馈。如图基本放大电路基本放大电路

9、反馈电路反馈电路外输入外输入输出输出净输入净输入反馈信号反馈信号+- -XiXf=FXoXdXo=AXd 如果加反馈后如果加反馈后 XdXi 则称此反馈为则称此反馈为正反馈正反馈。即：反馈信号增强了输入信号。即：反馈信号增强了输入信号。没有反馈时，净输入就是外部输入；没有反馈时，净输入就是外部输入；有反馈时，有反馈时，Xd = Xi - Xf基本放大电路基本放大电路反馈电路反馈电路外输入外输入输出输出净输入净输入反馈信号反馈信号+- -XiXf=FXoXdXo=AXd放大电路中的负反馈放大电路中的负反馈两种反馈具有不同的作用：两种反馈具有不同的作用：负反馈有自动调节的作用。负反馈有自动调节的作

10、用。 I I BC)VVU(UVIITEBBEBEEEC自动调节自动调节IC基本不变，即：稳定静态工作点。基本不变，即：稳定静态工作点。负反馈有直流负反馈和交流负反馈之分，负反馈有直流负反馈和交流负反馈之分，但在放大电路中，两种反馈往往同时存在。但在放大电路中，两种反馈往往同时存在。反馈的作用反馈的作用IEUBI1ICI2IBTRB1RC+VCCRB2RE正反馈没有自动调节作用，但在振荡电路中常用正反正反馈没有自动调节作用，但在振荡电路中常用正反馈才能实现振荡过程的建立。馈才能实现振荡过程的建立。因此正、负反馈各有各的作用，各有各的优、缺点。因此正、负反馈各有各的作用，各有各的优、缺点。这一节

11、我们只讨论放大电路的负反馈。这一节我们只讨论放大电路的负反馈。反馈的作用反馈的作用从放大电路的输出端看从放大电路的输出端看从放大电路的输入端看从放大电路的输入端看电流反馈电流反馈电压反馈电压反馈基本放大电路基本放大电路A反馈网络反馈网络FRS+-eS+-iU+-iU +-fU串联反馈串联反馈基本放大电路基本放大电路A反馈网络反馈网络FRS+-eSiI iI fI并联反馈并联反馈反馈的种类反馈的种类基本放大电路基本放大电路A反馈网络反馈网络FRL+-0I0U0I基本放大电路基本放大电路A反馈网络反馈网络FRL+-0U 0U+-反馈的种类反馈的种类在反馈放大电路中，输入、输出可分别取电压或电流，因

12、此共有四在反馈放大电路中，输入、输出可分别取电压或电流，因此共有四种反馈放大电路组态：种反馈放大电路组态：A=uo/udF=uf /uououiuduf电压串联反馈电压串联反馈电压并联反馈电压并联反馈电流串联反馈电流串联反馈电流并联反馈电流并联反馈A=io/udF=uf /ioiouiudufRLA=uo/idF=if /uouoiiidifA=io/idF=if /ioioRLiiidif负反馈的判别负反馈的判别存在与组态存在与组态2、反馈组态判别、反馈组态判别判别法判别法（开路短路法）（开路短路法）： 如果负载短路后反馈消失如果负载短路后反馈消失电压反馈，电压反馈， 如果负载开路后反馈消失

13、如果负载开路后反馈消失电流反馈；电流反馈； 如果输入端开路反馈消失如果输入端开路反馈消失串联反馈，串联反馈， 如果输入端短路反馈消失如果输入端短路反馈消失并联反馈。并联反馈。1、反馈存在的判别、反馈存在的判别 如果在输入（回路）和输出（回路）之间存在除有源器如果在输入（回路）和输出（回路）之间存在除有源器件以外的其它支路，则该支路构成放大电路的反馈。件以外的其它支路，则该支路构成放大电路的反馈。负反馈的判别负反馈的判别反馈极性反馈极性原理上，如果反馈使输入得到加强原理上，如果反馈使输入得到加强正反馈；正反馈； 如果反馈使输入受到削弱如果反馈使输入受到削弱负反馈。负反馈。具体判断反馈的正、负，通

14、常采用瞬时极性法：具体判断反馈的正、负，通常采用瞬时极性法：找到反馈环在输入端的连接点，从输入端注入某一极性的信号，按找到反馈环在输入端的连接点，从输入端注入某一极性的信号，按照放大电路的工作特性，沿反馈环一周标出各点信号的瞬时极性，照放大电路的工作特性，沿反馈环一周标出各点信号的瞬时极性，直至反馈支路在输入端的连接点，比较注入信号极性和反馈回的信直至反馈支路在输入端的连接点，比较注入信号极性和反馈回的信号极性：号极性：反馈放大电路分析反馈放大电路分析分析一个反馈放大电路可以从三方面入手分析一个反馈放大电路可以从三方面入手1）、判别电路中有无反馈）、判别电路中有无反馈方法：看电路中是否有连接输

15、入回路与输出回路的反方法：看电路中是否有连接输入回路与输出回路的反馈元件。馈元件。2）、判别反馈类型）、判别反馈类型方法：从输入端看，定出是串联反馈还是并联反馈。方法：从输入端看，定出是串联反馈还是并联反馈。 从输出端看，定出是电流反馈还是电压反馈。从输出端看，定出是电流反馈还是电压反馈。3）、判别电路是正反馈还是负反馈）、判别电路是正反馈还是负反馈方法：瞬时极性法。在输入端加一个对地瞬时极性为方法：瞬时极性法。在输入端加一个对地瞬时极性为“+”的电压，标出电路各点的电压极性，根据反馈回的电压，标出电路各点的电压极性，根据反馈回来的信号是增强还是消弱输入信号而定出是正反馈还是来的信号是增强还是

16、消弱输入信号而定出是正反馈还是负反馈。负反馈。集成运算放大电路中反馈的判别集成运算放大电路中反馈的判别 集成运算放大电路中反馈的类型与判断同基本集成运算放大电路中反馈的类型与判断同基本放大电路中反馈的判断类似，也是从电路的输出端放大电路中反馈的判断类似，也是从电路的输出端判断是电压反馈还是电流反馈，从电路的输入端判判断是电压反馈还是电流反馈，从电路的输入端判断是串联反馈还是并联反馈，用瞬时极性法判断是断是串联反馈还是并联反馈，用瞬时极性法判断是正反馈还是负反馈，正反馈还是负反馈， 例：例：负反馈对放大电路性能的影响负反馈对放大电路性能的影响1）、降低放大倍数）、降低放大倍数闭环放大倍数闭环放大

17、倍数开环放大倍数开环放大倍数iofXXA AF+- -iXdXdXAX 00XFXf AFAXXXXXXXXXXXXXXXAfddodfdofdoiof 11100X 可以是电压；也可以是电流。可以是电压；也可以是电流。doXXA 反馈系数反馈系数0XXFf 反馈深度反馈深度负反馈以降低放大电路的放大倍数为代价，放大倍数负反馈以降低放大电路的放大倍数为代价，放大倍数的稳定性提高了的稳定性提高了1+AF倍。倍。)AdA(AFAdAff 11AAAFAFdAAFAddAdAff 11)1(1)1(2负反馈对放大电路性能的影响负反馈对放大电路性能的影响2）、提高放大倍数的稳定性）、提高放大倍数的稳定

18、性设：由外界影响引起电压放大倍数变化为：开环设：由外界影响引起电压放大倍数变化为：开环 dA； 闭环闭环 dAf3）、改善波形失真）、改善波形失真两级放大电路两级放大电路反馈电路反馈电路反馈信号反馈信号- -实质上负反馈是利用失真了的波形来改善波形的失真。实质上负反馈是利用失真了的波形来改善波形的失真。负反馈对放大电路性能的影响负反馈对放大电路性能的影响负反馈对放大电路性能的影响负反馈对放大电路性能的影响4）、对放大电路输入电阻的影响）、对放大电路输入电阻的影响串联反馈串联反馈iiifIUR iiiIUR )AF(R)UUUU(R)UUU(RUUIURifiiifiiiiiiif 1100 加

19、了串联负反馈，输入电阻是原来的（加了串联负反馈，输入电阻是原来的（1+AF）倍。）倍。基本放大电路基本放大电路A反馈网络反馈网络FRS+-eS+-iU+-iU +-fUiI并联反馈并联反馈)AF(R)II(IUIIUIURiifiifiiiiif 11 加了并联负反馈，输入电阻是原来的加了并联负反馈，输入电阻是原来的1/（1+AF）倍。）倍。负反馈对放大电路性能的影响负反馈对放大电路性能的影响基本放大电路基本放大电路A反馈网络反馈网络FRS+-eSiI iI fI负反馈对放大电路性能的影响负反馈对放大电路性能的影响5）、对输出电阻的影响）、对输出电阻的影响引入负反馈对输出电阻的影响与是电压反馈

20、还是电流反馈有关。引入负反馈对输出电阻的影响与是电压反馈还是电流反馈有关。电压负反馈，放大电路输出电阻降低。电压负反馈，放大电路输出电阻降低。电流负反馈，放大电路输出电阻升高。电流负反馈，放大电路输出电阻升高。负反馈类型负反馈类型放大倍数放大倍数输入电阻输入电阻输出电阻输出电阻频带频带非线性非线性失真失真电压串联电压串联降低降低1+AF倍倍增大增大减小减小展宽展宽减小减小电压并联电压并联降低降低1+AF倍倍增大增大减小减小展宽展宽减小减小减小减小电流串联电流串联电流并联电流并联降低降低1+AF倍倍降低降低1+AF倍倍增大增大增大增大减小减小展宽展宽减小减小展宽展宽减小减小电压负反馈稳定输出电压

21、、电流负反馈稳定输出电流。电压负反馈稳定输出电压、电流负反馈稳定输出电流。综上所述：负反馈放大电路的稳定性提高是以降低放大倍数为综上所述：负反馈放大电路的稳定性提高是以降低放大倍数为 代价的。代价的。集成运算放大器的线性应用集成运算放大器的线性应用集成运算放大器按其在电路中的工作状态分为：集成运算放大器按其在电路中的工作状态分为：线性应用和非线性应用线性应用和非线性应用线性工作范围线性工作范围正饱和正饱和负饱和负饱和uou- - - - u+0运放的电压传输特性运放的电压传输特性线性应用线性应用电路结构上存在从输出端到反向输入端的电路结构上存在从输出端到反向输入端的 负反馈支路，以保证集成运算

22、放大器的输负反馈支路，以保证集成运算放大器的输 出于最大输出电压的范围内。出于最大输出电压的范围内。非线性应用非线性应用电路结构上，集成运算放大器处于开环电路结构上，集成运算放大器处于开环 （无反馈）或存在从输出端到同相输入端（无反馈）或存在从输出端到同相输入端 的正反馈支路，输出总是处于饱和状态，的正反馈支路，输出总是处于饱和状态， 即输出在正、负最大值之间变化。即输出在正、负最大值之间变化。在分析运算放大器时在分析运算放大器时,一般将它看成是一个理想运算放一般将它看成是一个理想运算放大器。大器。u- -u+uoFABi1if集成运算放大器的线性应用集成运算放大器的线性应用一、运算放大器理想

23、化的条件：一、运算放大器理想化的条件：1）、开环放大倍数）、开环放大倍数Auo ;2）、差模输入电阻）、差模输入电阻 rid 4）、共模抑制比）、共模抑制比 CMR 3）、输出电阻）、输出电阻ro 0 u- -u+uouiii二、分析理想运算放大器的两个重要结论：二、分析理想运算放大器的两个重要结论：1）、）、u+ u- - u u Au u-ui0 002）、）、ii 00 0 iiiiiru i线性应用运放电路的一般分析方法线性应用运放电路的一般分析方法A、B、F分别为一部分电路分别为一部分电路对这样的电路，求输出电对这样的电路，求输出电压的方法可分压的方法可分5步进行：步进行：Step

24、1、利用、利用i+=0，由，由B电路求出同电路求出同 相输入端电压相输入端电压 u+Step 2、利用、利用u+ = u- -，确定反相输入端电压，确定反相输入端电压 u- - = u+Step 3、利用已知电压、利用已知电压u- -，由，由A电路求出电流电路求出电流i1Step 4、利用、利用i- -=0，求出电流，求出电流 if =i1Step 5、由电路、由电路F的特性和的特性和u- -确定输确定输 出电压：出电压：uo=u- - -F(if )Step 6*、检验输出电压是否在线性范围内。、检验输出电压是否在线性范围内。u- -u+uoFABi1if三、线性应用运放电路的一般分析方法三

25、、线性应用运放电路的一般分析方法电路结构一般为电路结构一般为集成运算放大器的线性应用举例集成运算放大器的线性应用举例1、比例运算电路、比例运算电路3、积分微分电路、积分微分电路2、求和运算电路、求和运算电路反相比例运算电路反相比例运算电路uiR1R2Rfuoi1ifStep 1、i+=0 u+0VStep 2、u- -=u+=0VStep 3、i1=ui /R1Step 4、i- -=0，if =i1= ui /R1Step 5、ffoiRuu 电路电路分析分析由此可见：由此可见：1RRuuAfiou ifouRRu1 1）输出电压与输入电压比值是一个负常数，所以这样）输出电压与输入电压比值是

26、一个负常数，所以这样的电路称为反相比例运算器。的电路称为反相比例运算器。2）整个电路的电压放大倍数只与）整个电路的电压放大倍数只与R1，Rf有关，与开环有关，与开环 Auo无关。无关。3）Rf=R1时，时，Au =-，称为反相器。，称为反相器。4）Au 与与R2（平衡电阻（平衡电阻R2无关）无关）5）u-= 0常称为常称为“虚地虚地”点，即电位可以认为是点，即电位可以认为是0，但不是，但不是 真正接地。真正接地。6）R2 = R1/Rf ，作用是消除静态基极电流对输出电，作用是消除静态基极电流对输出电 压的影响。压的影响。1RRuuAfiou 比例运算比例运算uiR1R2Rfuo1i1ifRR

27、3Ruoi1ififouRRu11 ifoouRRuu11 Step 4、i- -=0，if =i1Step 5、ifffou)RR(Riuu11 Step 1、i+=0 iuu Step 2、iuuu Step 3、111RuRuii 电路电路分析分析uiR1Rfuoi1ifR2ffoRiuu )RR(Afu11 可见：可见：1）输出电压）输出电压uo与输入电压与输入电压ui比值是正常数，称为同比值是正常数，称为同 相比例运算。相比例运算。2）Au仅与仅与R1，Rf 有关，而与有关，而与Auo无关。无关。3）Rf=0，或，或R1= ，或两者同时出现，或两者同时出现时，时，Au=1,输出输出

28、电压全部等于输入电压，是电压跟随器。电压全部等于输入电压，是电压跟随器。uiR1Rfuoi1ifR2)RR(Afu11 uiR1R3Rfuoi1ifR2R2/R3=R1/RfStep 1、i+=0 Step 2、Step 3、Step 4、i- -=0，if =i1Step 5、ifouRRR)RR(u32311 iuRRRu323 iuRRRuu323 132311RuRRRRuii 电路电路构成要求构成要求分析分析ffoRiuu 差动输入电路差动输入电路减法减法Rfui2R1R3uoi1ifR2ui1Step 1、i+=02323iuRRRu Step 2、iuRRRuu323 分析分析S

29、tep 3、111Ruuii Step 4、i- -=0，if =i1Step 5、112323112323123231 ififfiiiffouRRuRRR)RR(RRuRRRuuRRRRiuu ffoRiuu Rfui2R1R3uoi1ifR2ui1差动输入电路差动输入电路叠加法叠加法ui1单独作用，单独作用，ui2接地。接地。反向输入反向输入11ifouRRu ui2单独作用，单独作用，ui1接地。接地。232311ifouRRR)RR(u 11232311ififooouRRuRRR)RR(uuu Rfui2R1R3uoi1ifR2ui1反相求和反相求和i2i1电路电路Step 1、i

30、+=0 u+0V分析分析Step 2、u- -=u+=0VStep 3、i1=ui1 /R1， i2=ui2 /R2Step 4、i- -=0， if =i1+ i2 = ui1 /R1+ ui2 /R2Step 5、)RuRu(RiRuuiifffo2211 电路电路同相求和同相求和叠加法：叠加法：u1单独作用时，单独作用时，1313221324132132411uRRRRRRRR)RR(uR/RRR/R)RR(uffo u2单独作用时，单独作用时，2313221314231231411uRRRRRRRR)RR(uR/RRR/R)RR(uffo 电路电路)uRRuRR(RRRRRR)RR(u

31、uufooo231132313221411 i1if电路电路分析分析Step 1、i+=0V0 uStep 2、V0 uuStep 3、111 RuRuuiii Step 4、i- -=0，if =i1反相积分反相积分i1if电路电路dtuudCiff)(0 Step 5、 dtuCRdtRuCdtiCuuuififffco11111i1电路电路反相微分反相微分分析分析Step 1、i+=0V0 uStep 2、V0 uuStep 3、dtduCii11 Step 4、i- -=0，if =i1Step 5、dtduCRiRuuifo111 例:电路如图所示，要求电路如图所示，要求（2）若）若

32、RF1=R1，RF2=R2，R3=R4，写出此时，写出此时uo与与ui1，ui2的关系式。的关系式。（1）写出输出电压）写出输出电压uo 与输入电压与输入电压ui1，ui2之间之间运算关系的表达式。运算关系的表达式。ui1R1RF1Ruou01ui2R2R4R3RF2 解解:(1)11101ifuRRu 1221101220ifffuRRRRuRRu 当当u01单独作用时单独作用时当当u12单独作用时单独作用时24342201ifuRRR)RR(u ui1R1RF1Ruou01ui2R2R4R3RF2 解：解：ui1R1RF1Ruou01ui2R2R4R3RF22344221221101ifi

33、ffuRRR)RR(uRRRRu （2）若）若Rf1=R1，Rf2=R2，R3=R4210iiuuu 有源滤波器有源滤波器 滤波器实质是一种选频电路，当有用频滤波器实质是一种选频电路，当有用频率的信号通过滤波器时，衰减很小，信号能率的信号通过滤波器时，衰减很小，信号能顺利通过；而当无用频率的信号通过滤波器顺利通过；而当无用频率的信号通过滤波器时，衰减很大，信号不能通过。时，衰减很大，信号不能通过。 用集成运算放大器可以构成各种滤波器，用集成运算放大器可以构成各种滤波器，由于运算放大器是有源元件，所以称为有源由于运算放大器是有源元件，所以称为有源滤波器。滤波器。 iiC+111UUUUj Cj

34、RCRj C1、一阶低通滤波器、一阶低通滤波器 FFio+11(1)(1)1RRUUURRj RCFo1ufi11RURAUj RC输出电压随频率的增加输出电压随频率的增加愈来愈小，该电路是一愈来愈小，该电路是一个低通滤波器。个低通滤波器。2、一阶高通滤波器、一阶高通滤波器 oFufi1URAURjC 输出电压随频率的降低也愈来愈小，该电输出电压随频率的降低也愈来愈小，该电路是一个高通滤波器。路是一个高通滤波器。集成运算放大器的非线性应用集成运算放大器的非线性应用输入差模电压的线性工作范围很小（一般仅十几毫输入差模电压的线性工作范围很小（一般仅十几毫伏），在线性输入范围外，出现两种饱和状态伏）

35、，在线性输入范围外，出现两种饱和状态正正饱和，输出为正最大值，负饱和，输出为负最大值。饱和，输出为正最大值，负饱和，输出为负最大值。2、运算放大器非线性工作状态的判断、运算放大器非线性工作状态的判断负反馈是判断是否线性应用的主要电路标志。如果电路负反馈是判断是否线性应用的主要电路标志。如果电路中不存在负反馈或接有正反馈，则运算放大器将工作在中不存在负反馈或接有正反馈，则运算放大器将工作在非线性状态。非线性状态。1、集成运算放大器的转移特性、集成运算放大器的转移特性u- -u+uouou- - - - u+0线性工作范围线性工作范围正饱和正饱和负饱和负饱和UoLUoH集成运算放大器的非线性应用集

36、成运算放大器的非线性应用一、比较器一、比较器比较器是对输入信号进行鉴别和比较的电路，比较器是对输入信号进行鉴别和比较的电路，视输入信号是大于还是小于给定值来决定输视输入信号是大于还是小于给定值来决定输出状态。它在测量、控制以及各种非正弦波出状态。它在测量、控制以及各种非正弦波发生器等电路中应用广泛。发生器等电路中应用广泛。-+uiUR uo1、有参比电压的比较器、有参比电压的比较器R1R2uit0URuot0+Uom-Uom集成运算放大器的非线性应用集成运算放大器的非线性应用2、零比较器、零比较器参比电压等于零时，输入参比电压等于零时，输入信号每次过零时、输出电信号每次过零时、输出电压都会发生

37、突变。利用过压都会发生突变。利用过零比较器可以实现信号的零比较器可以实现信号的波形变换。波形变换。-+uiUR uoR1R2uit0URuot0+Uom-Uom+Uom-Uomuot03、滞回比较器（又称施密特、滞回比较器（又称施密特Schmidt触发器）触发器） 2FoF2RuuuRR2iomTH1F2=RuuUURRoomuU 如果比较器当前输出电压如果比较器当前输出电压，要使，要使uo变为变为 U0m，必须使，必须使2iomTH2F2()=RuuUURRoomuU 如果比较器输出电压如果比较器输出电压，要使，要使uo变为变为+Uom，必须使，必须使2TH1omF2RUuURR称为称为上阈值电压（或上门限电压）上阈值电压（或上门限电压）2TH2omF2()RUuURR称为称为下阈值电压（或下门限电压）下阈值