基本集成运算放大电路

1、基本集成运算放大电路2022/9/71第1页，共20页，2022年，5月20日，12点37分，星期二复习提问1、集成运放的组成2、输入级，中间级，输出级各采用什么电路？为什么？ 答 :输入级采用差分放大电路，能有效的抑制“零漂”。 中间级由多级电压放大电路组成，主要使运放获得高的放大倍数，是集成运放的主要放大级。 输出级为输出阻抗低，带负载能力强的互补推挽功率放大器，使电路具有一定的输出功率去推动负载。输入级中间级输出级反相输入端同相输入端输出端2022/9/72第2页，共20页，2022年，5月20日，12点37分，星期二3、什么是“虚短”？什么是“虚断”？（1）理想运放两输入端电位相等，即

2、由可知 因 ，而uo为有限值，所以即 上式表明运放的两输入端电位相等，P点与N点相当于“短路”，但电路内部并未真正短路，这种现象称为“虚短”。 2022/9/73第3页，共20页，2022年，5月20日，12点37分，星期二（2）理想运放的输入电流为零，即因为差模输入电阻 ，而输入电压 和 均为有效值，输入端电流为输入电压与输入电阻的比值，所以输入电流趋近于零，即 上式表明运放的输入端电流为零，相当于输入端“断路”，但并未真正断开，所以称为“虚断”。2022/9/74第4页，共20页，2022年，5月20日，12点37分，星期二1、电路结构一、反相比例运算电路 如图所示，输入电压通过 接到运放

3、的反相输入端 ，在反相输入端与输出端之间接有反馈电阻 ，构成深度电压并联负反馈，使运放工作在线性放大状态。为了保证运放的输入端对称，在同相输入端与地之间接平衡电阻 且R2=R1Rf。结构特点：反馈引到反相输入端，信号从反相端输入。2022/9/75第5页，共20页，2022年，5月20日，12点37分，星期二平衡电阻，使输入端对地的静态电阻相等，保证静态时输入级的对称性。2. 电路的输入电阻ri=R1R2 =R1 / Rf为保证一定的输入电阻，当放大倍数大时，需增大Rf，而大电阻的精度差，因此，在放大倍数较大时，该电路结构不再适用。2022/9/76第6页，共20页，2022年，5月20日，1

4、2点37分，星期二（1）电路中的元件：（2）分析Rf的作用：引入电压并联负反馈3、电路分析 （1）分析 与 的大小，：根据“虚断”的特性，（2）分析 与 的大小，因为 ，R2两端的电压为0，即 ，根据“虚短”的特性， 2022/9/77第7页，共20页，2022年，5月20日，12点37分，星期二由电路可知根据“虚断”，有R2上无电流流过，使由“虚短”可得则2022/9/78第8页，共20页，2022年，5月20日，12点37分，星期二上式整理可得电路的闭环电压放大倍数为(5-8)(5-9)当时，即2022/9/79第9页，共20页，2022年，5月20日，12点37分，星期二 (5-8)式表

5、明了电路的输出电压与输入电压的关系，它们的相位相反，大小成一定的比例，所以称为反向比例运算放大器。（5-9）式说明：电路的闭环电压放大倍数由反馈电阻Rf和输入电阻R1的比值决定，与运放的参数无关。所以只要适合地选取R1和Rf的值，就可以得到需要的闭环放大倍数，并且因Rf的深度负反馈作用使电路的工作稳定。 当 时，电路称为反相器。2022/9/710第10页，共20页，2022年，5月20日，12点37分，星期二1、电路结构二、同相比例运算电路 如图所示，输入信号ui经R2送到同相输入端，输出信号经反馈电阻Rf反馈到反相输入端。为了使输入端的阻抗平衡，同相输入端电阻R2的取值为：结构特点：负反馈

6、引到反相输入端，信号从同相端输入。2022/9/711第11页，共20页，2022年，5月20日，12点37分，星期二2、闭环电压放大倍数Auf在理想运放中，因为“虚断”，所以 根据 则即由于所以（5-10）（5-11）2022/9/712第12页，共20页，2022年，5月20日，12点37分，星期二 从（5-10）式和（5-11）式可知：输出电压uO与输入电压ui同相且成比例关系，所以电路可以完成同相比例运算。 由（5-10）式和（5-11）式可得：（5-12) 上式为同相比例运算放大器的闭环电压放大倍数，它也与集成运放本身的参数无关，2022/9/713第13页，共20页，2022年，5

7、月20日，12点37分，星期二例题解析 如右图所示，已知输入电压uo=1V,电阻R2=1.6K，Rf=8k。求：（1）输入信号ui的大小；（2）电阻Rf的值。 解：（1）电路的闭环电压放大倍数为因为所以2022/9/714第14页，共20页，2022年，5月20日，12点37分，星期二三、电压跟随器_+uiuo1、电路结构结构特点：输出电压全部引到反相输入端，信号从同相端输入。电压跟随器是同相比例运算放大器的特例。此电路是电压并联负反馈，输入电阻大，输出电阻小，在电路中作用与分离元件的射极输出器相同，但是电压跟随性能好。2022/9/715第15页，共20页，2022年，5月20日，12点37分，星期二随堂练习已知电路如图所示，求输出电压uo，并说明输入级的作用。第二级为反相比例运算电路2022/9/716第16页，共20页，2022年，5月20日，12点37分，星期二（2）由两输入端的阻抗平衡有即解得：2022/9/717第17页，共20页，2022年，5月20日，12点37分，星期二已知电路如图所示， 求输出电压uo。2022/9/718第18页，共20页，2022年，5月20日，12点37分，星期二课堂小结【1】反向比例运算电路和同相比例运算的电路结构。【2】“虚断”和“虚短”分别在反比例运算和同相比例运算中的推导过程。【3】反向比例和同相比例的运放