《电路》-第5章运算放大器

5.1运算放大器概述运算放大器（运放）是一种多端集成电路，它的电压放大倍数（电压增益）很高。运放通常由数十个晶体管和一些电阻构成。早期，运放用来完成模拟信号的求和、微分和积分等运算，故称为运算放大器。现在已有上千种不同型号的集成运放。运放是一种价格低廉、用途广泛的电子器件。它的应用已远远超过运算的范围。它在通信、控制和测量等设备中得到了广泛应用。如用于各种测量电路、音响电路、有源滤波器、电压比较器、恒流源、加（减）法器、桥式传感器放大电路等等。5.1运算放大器概述5.1运算放大器概述运放图例5.1运算放大器概述空脚正电源输入端负电源输入端输出端失调调零端失调调零端反相输入端同相输入端μA741封装图1、运算放大器简介5.1运算放大器概述

运放与外部电路连接的端钮只有四个：两个输入端、一个输出端和一个接地端，这样，运放可看为是一个四端元件。u1、u2和uo分别表示反相输入端、同相输入端和输出端相对接地端的电压。ud=u1-u2称为差模输入电压。

a+__++_+_bo•2、运算放大器的等效电路++++----u0R0Riu1u2A(u2-u1)ab

实际运算放大器输入电阻Ri很大，输入电流很小，输出电阻R0很小，开环电压增益A很大。5.1运算放大器概述a+__++_+_bo•向右的三角形表示运放是一种单方向工作的器件。理想运放理想化条件：a——反相端b——同相端o——输出端3、理想运算放大器理想化条件5.1运算放大器概述理想运放理想化条件：a、b间可看成断路，此即为“虚断”。

a、b间可看成短路，此即为“虚短”。为“虚断”和“虚短”的概念，是分析含理想运放电路的基础。5.1运算放大器概述++++----u0R0Riu1u2A(u2-u1)ab1.电压跟随器图示为电压跟随器，是一种最简单的运放电路。

显然，该电路的输出电压uo将跟随输入电压uin的变化，故称为电压跟随器。

5.2运算放大器构成的比例器5.2运算放大器构成的比例器

由于该电路的输入电阻Ri为无限大(uin=0)和输出电阻Ro为零，将它插入两个双口网络之间（如下图所示）时，既不会影响网络的转移特性，又能对网络起隔离作用，故又称为缓冲器。

5.2运算放大器构成的比例器2.反相放大器

利用理想运放输入端口的虚断路特性(i-=i+=0)，写出电路中结点①的KCL方程

解得

5.2运算放大器构成的比例器

当Rf>R1时，输出电压的幅度比输入电压幅度大，该电路是一个电压放大器。式中的负号表示输出电压与输入电压极性相反，故称为反相放大器。

例如,

R1=1k

,Rf=10k

,uin(t)=8cos

tmV时，输出电压为5.2运算放大器构成的比例器3.同相放大器

利用理想运放的虚短特性，写出图示电路中结点①的KCL方程解得

5.2运算放大器构成的比例器

由于输出电压的幅度比输入电压的幅度大，而且极性相同，故称为同相放大器。例如R1=1k

,Rf=10k

,uin(t)=8cos

tmV时，输出电压为5.2运算放大器构成的比例器4.加法运算电路

利用理想运放的虚短路特性，写出图示电路中结点①的KCL方程

5.2运算放大器构成的比例器

当R1=R2=R时，上式变为

该电路输出电压幅度正比于两个输入电压之和，实现了加法运算。当R3>R1=R2时，还能起反相放大作用，是一种加法放大电路。

解得5.2运算放大器构成的比例器例1：电路如图所示，求uo/ui。方法：运用两个规则，结合节点电压方程求解。注意：不能列写运放输出节点的节点电压方程！5.3运算放大器典型电路分析5.3运算放大器典型电路分析