07下第六次课

管状T0封装，DIP双列直插式封装及扁平封装。由于在电路原理分析中只需要考虑输入端和输出端，所以运放 就称为一种（有源）三端器件，电源一般不画出。双电源器件一般没有接地端，而原理图需要一个参考零电位。
图4-2
2、运放的模型及特征
图4-3
（1）运放的输入、输出方式：
输入方式 单端输入 uP un 双端输入 Ud=up- un 输出方式 u0=A0up u0=- -A0un u0=A0（up- un）
（1）RL=1k，逐步增加i1并测量is，测值填入表4-7—转移特性is=f（i1 ）中； （2） 保持i1 =0.5mA，改变RL值，测量is值，测值填入表4-8—负载特性is=f（RL）中。 表4-7 给定值i1（mA） 测量值iS（mA） 计算值β=is/i1
0.5 0.6 0.75 1.0 1.25 1.5
给定值Ri（ ） 测量值 i1(mA) u2（V） 计算值rm=u2/i1（ ） 1k 2k 3k 4k 5k ∞
表4-6 2k 3k 4k 5k ∞
给定值RL（ ） 测量值 i1(mA) u2（V） 计算值rm=u2/i1（ ）
1k
Hale Waihona Puke 表4-54、CCCS测量（理论值 β=1+R2/R3=1+1k/1k=2）
五、任务与方法 0 0.5 1 给定值u1（V） 表4-1 • 1、VCVS测量（理论值µ=1+R1/R2=1+10k/10k=2） 测量值u2（V） 电路接好后，先把输入端短路，若u2=0，说明设备正常。 （1）R2=1k，逐步增加u1测量u2，侧值填入表4-1—转移特性u2=f(u1)中； 计算值μ=u2/u1 （2）保持u1=1.5V，改变RL，测量u2，测值填入表4-2—负载特性u2=f(RL)中； 2、VCCS测量（理论值 gm=1/R1=1/1k=10-3s） 给定值RL（ ） 1k 2k 3k 表4-2 电路接好后，先把输入端及输出端短路，若is=0，说明设备正常。 测量值u2（V） （1）RL=1k，逐步增加u1测量is，测值填入表4-3—转移特性is=f(u1)中； （2）保持u1=1.5V，改变RL，测量is，测值填入表4-4—负载特性is=f(RL)中。 计算值μ=u2/u1 给定值u1（V）
四、受控源的电路构成 • 1、电压控制电压源（VCVS） 由运放输入端“虚短”特性可知： un=up=u1，i2=u1/R2； 由运放“虚断”特性可知：in=0，i1=i2； u2=i1R1+i2R2=i2（R1+R2）=u1（ R1+R2 ）/R2=（1+R1/R2）u1 该电路是一个同相比例放大器，其输入与输出有公共接地端， 这种方式为共地连接。转移电压比 µ= 1+R1/R2 取决于电路 内部结构，输出电压u2= µu1与负载RL 无关。 • 2、电压控制电流源（VCCS） 将VCVS电路中的RL去掉，把R1作为负载就成为VCCS电路。 根据理想运放“虚短”、 “虚断”特性，输出电流is=i=u1/R1该电路输 入、输出无公共接地点。这种方式称为浮地连接。转移电导 gm=1/R1，取决于内部结构。输出电流is=gmu1与负载RL无关。 • 3、电流控制电压源（CCVS） 根据理想运放“虚短”、 “虚断”特性，可推得u2=-iRR=-i1R， 该电路连接为共地连接。转移电阻rm=-R，取决于电路内部结构。 输出电压 u2=rmi1与负载RL无关。
表4-8
0 500 1K 2K 3K 5K
给定值RL（ ） 测量值iS（mA） 计算值β=is/i1
5 、结论分析过程结合课件 、教材思考题及测试结果来写,不用单独回答思考题。
图4-5 VCVS测试电路
图4-6 VCCS测试电路
图4-7 CCVS测试电路
4、电流控制电流源（CCCS） 根据理想运放“虚短”、 “虚断”特性，可知电路中a点电位 ua=-i2R2=-i1R2及ua=-i3R3，并得到i3=i1R2/R3。 输出电流is=i2+i3=i1+i1R2/R3=（1+R2/R3）i1。该电路连接为 浮地连接。转移电流比β=1+R2/R3取决于电路内部结构。 图4-8 CCVS测试电路 输出电流is= βi1与负载RL无关。 附、注意事项: 1、先打开受控源的工作电源后再接入信号电压，关机时反之。2、输入端、输出端不要搞反了。 3、用电压串联电阻代替控制电流时，不要把电阻忘接了。4、加控制电压、电流调节时要从小到大调。 5、独立电源或受控源其电压源不要短路、电流源不要开路。6、注意电压、电流符号。 7、电路里除了负载电阻未加外，其余的电阻都已接入在电路里了。
第六次课
一、实验目的
实验四 运算放大器和受控源VCVS、VCCS、CCVS、CCCS的实验研究 、 、 、
1、获得运算放大器和有源器件的感性认识。 2、学习含有运算放大器电路的分析方法。 3、学习受控源电路的构成及原理 二、运算放大器的基本原理 运算放大器（简称运放）是具有电压放大功能的器件 ，配以适当的外部反馈网络元件，就成为运算放大电路， 可以实现加、减、乘、除、指数、对数、微分、积分等各 种不同的功能。 1、器件（以741型集成运放为例） 该集成块是由多个三极管、电阻、电容集成到一 个微小芯片上，从中引出8只引脚（1、5为失调电压补偿 端，2为反相输入端，3为同相输入端，6 为输出端，4为 负电源端，7为正电源端，8为空端）。常用封装形式有： 图4-1
表4-3
1.5
2
2.5
4k
5k
∞
0
0.5
1
1.5
2
2.5
表4-4
给定值RL（ ） 测量值is（mA） 计算值gm=is/u1(s)
0
1k
2k
3k
4k
5k
测量值is（mA） 计算值gm=is/u1(s) ）
3、CCVS测量（理论值rm= -R= -1k
（1）RL=1k，电流源改由us=1.5V串联可调的Ri提供。分别测量i1和u2，测值填入表4-5转移特性u2=f（i1）中； （2）保持us=1.5V，Ri=1k，改变RL值，分别测量i1和u2，测值填入表4-6—负载特性u2=f（RL）中。
（2）运放的基本条件：
开环增益A0 （倍） 理想运放 μA741 ∞ 2×105 输入电阻Rin （ ） ∞ 2M 输出电阻Rout （ ） 0 75
（3）两条主要规则：在理想状况下，A0和Rin为无穷大，R0为零（U0为有限值），可得到： a、虚断路 ip=Up/Rin=0；in=Un/Rin=0； b、虚短路 ∵U0=A0(Up-Un), Up-Un=UO/A0=0 ∴ Up=Un。 三、受控源基本原理 电源可分为独立电源（包括电池、发电机等）与非独立电源（或称受控源）两种。独立电源的电动势或电流 是某一固定值或某一时间常数，它不随电路其余部分状态而改变。独立电源作为电路的输入，它代表外界对电路 的作用。受控源的电动势或电流随网络另一支路的电压或电流而变化。 从元件的角度来看，无源器件（如电阻、电感、电容等）的电压和它自身的电流有一定的函数关系，反 映元件自身的特性。而受控源的电压或电流则和另一支路（或元件）的电压或电流有某种函数关系。受控源 是双口元件，一个为控制端口，另一个为受控端口。理想受控源的控制端只有一个独立变量（电压或电流）， 另一个独立变量等于零。根据控制变量与受控变量的不同组合，受控源可分为如下四种。 （1）电压控制电压源（VCVS）， us=µuc，ic=0； （2）电压控制电流源（VCCS）， is=gmuc，ic=0； （3）电流控制电压源（CCVS）， us=rmic，uc=0； （4）电流控制电流源（CCCS）， is=βic，uc=0。 受控源的控制端与受控端的关系称为转移函数， 转移函数参量分别用µ，gm ， rm ，β表示，定义如下： VCVS： µ=us/uc——转移电压比（或电压增益）； VCCS： gm=is/uc——转移电导； CCVS： rm =us/ic——转移电阻 ； 图4-4 CCCS： β=is/ic ——转移电流比（或电流增益）。