第五章含运算放大器电路
大学电子电路基础 第五章
例1：试求理想运算放大器的输出电压和电压放大倍 数的表达式。
解： 根据虚断 I-= I+ 0
根据虚短 V+ V- 0 Ii = (Vi－ V-)/R1 Vi/R1 If = (V-－ Vo )/Rf -Vo/Rf ∵Ii If ∴ Vi/R1=-Vo/Rf
反相比例运算电路
II+
电压增益 Avf= Vo /Vi =－Rf /R1
rbe
差模输入电阻
不论是单端输入还是双端输入，差模输入电阻 Rid是基本放大电路的两倍。
Rid 2Rs rbe
输出电阻
单端输出时， 双端输出时，
Ro Rc Ro 2Rc
5.3 集成运算放大器内部电路结构
5.3.1集成运算放大器的基本单元电路
1.电 流 源 电路
特点：输出电流恒定，它具有很高的输出电阻。 （1）、BJT、FET工作在放大状态时，其输出电流都是具有恒 流特性的受控电流源；由它们都可构成电流源电路。 （2）、在模拟集成电路中，常用的电流源电路有： 镜像电流源、精密电流源、微电流源、多路电流源等 （3）、电流源电路一般都加有电流负反馈， （4）、电流源电路一般都利用PN结的温度特性，对电流源电 路进行温度补偿，以减小温度对电流的影响。
Aoc1越小，抑制共模信号的能力越强。
共模抑制比
共模抑制比KCMR是差分放大器的一个重要指标。
K CMR
K CMR
Aod Aoc
Aod dB 20 lg Aoc
(1) 双端输出时KCMR为无穷大
K
CMR
A A
od
oc
（2）单端输出时共模抑制比 re
K
CMR
电路原理课后习题答案.
（d）（e）（f）
题1-4图
解（a）电阻元件，u、i为关联参考方向。
由欧姆定律u=Ri=104i
（b）电阻元件，u、i为非关联参考方向
由欧姆定律u=-Ri=-10i
（c）理想电压源与外部电路无关，故u=10V
（d）理想电压源与外部电路无关，故u=-5V
(e)理想电流源与外部电路无关，故i=10×10-3A=10-2A
电容电流
t=2 ms时
电容的储能为
7-20题7-20图所示电路，开关合在位置1时已达稳定状态，t=0时开关由位置1合向位置2，求t0时的电压 。
题7-20图
解：
用加压求流法求等效电阻
7-26题7-26图所示电路在开关S动作前已达稳态；t=0时S由1接至2，求t0时的 。
题7-26图
解：由图可知，t>0时
题4-5图
4-9求题4-9图所示电路的戴维宁或诺顿等效电路。
（a）
（b）
题4-9图
解：(b)题电路为梯形电路，根据齐性定理，应用“倒退法”求开路电压 。设 ，各支路电流如图示，计算得
故当 时，开路电压 为
将电路中的电压源短路，应用电阻串并联等效，求得等效内阻 为
4-17题4-17图所示电路的负载电阻 可变，试问 等于何值时可吸收最大功率？求此功率。
题2-1图
解：(1) 和 并联，其等效电阻 则总电流
分流有
(2)当
(3)
2-5用△—Y等效变换法求题2-5图中a、b端的等效电阻：（1）将结点①、②、③之间的三个9电阻构成的△形变换为Y形；（2）将结点①、③、④与作为内部公共结点的②之间的三个9电阻构成的Y形变换为△形。
题2-5图
解（1）变换后的电路如解题2-5图（a）所示。
电子技术基础课后习题答案五章
第五章集成运算放大器5-1 什么是直接耦合放大器？它试用于那些场合？与阻容耦合放大器相比有哪些优点？答：用来放大缓慢变化的信号或某个直流量的变化（统称为直流信号）的放大电路，称为直流放大器。
适用于放大缓慢变化的低频信号和交流信号，与阻容耦合放大器相比能够放大缓慢的低频信号，不紧能够放大直流信号，也可以放大交流信号。
5-2 直接耦合放大器有什么特殊问题？在电路上采取什么办法来解决？答：直接耦合放大器采用直接耦合方式，因而带来了前后级的静态工作点相互影响，相互牵制的特殊问题。
因此在电路的V2的射级上加接了R e2 ，抬高了V2管的射级电位，或者将R e2换成稳压二极管V Z ，采用NPN和PNP管组成的互补耦合电路。
5-3 解释：共模信号、差模信号、共模放大倍数、差模放大倍数、共模抑制比。
答：共模信号：在差分放大电路中，把大小相等，极性相同的输入信号称为共模信号；差模信号：在差分放大电路中，把大小相等，极性相反的输入信号称为差模信号；共模放大倍数：在差分放大电路中，共模放大倍数为双输出端的差值，为零，这样更好的抑制了零点漂移现象。
差模放大倍数：在差分放大电路中，差模放大倍数为双输出端的差值，放大倍数为A vd = -βvOvI = -βRcrbe，该电路多用一只三极管以换取对零点漂移的抑制共模抑制比：差模放大倍数与共模放大倍数的比值称为共模抑制比K CMR =AvdAvc当电路完全对称时A vc为零，则共模抑制比K CMR 无穷大。
5-4 集成运放由哪几部分组成？试分析其作用。
答：集成运放主要由以下部分组成输入级：由差分电路组成，应用该电路的目的是力求较低的“零飘”和较高的共模抑制比；中间级：高增益的电压放大电路组成；输出级：三极管射极输出器互补电路组成；偏置电路：为集成运放各级电路提供合适而稳定的静态工作点。
5-5 集成运放有哪些常用参数？解释这些参数的含义。
答：（1）开环差模电压放大倍数 A VO无反馈时集成运放的放大倍数。
运算放大器的基本电路
RF
R1
iF
v- -
+
+
v+ +
v-i RP
v- o
图5.1.4 同相放大器
三、电压跟随器
根据理想运放：v-=v+； i=0 ； 所以有：vi=vo；
RF
-
-
+
+
+
+
v-i RP
v- o
v+ - i
+
v- o
图5.1.5 有限流电阻的电压跟随器
图5.1.6 简单的电压跟随器
性关系时，利用其理想化参数可导出以下两个重要结论：
流入集成运放两个输入端的电流通常可视为零。即i±≈0； 但不是断开，所以简称为“虚断”。
（因为理想运放的输入电阻为无穷大，其不从信号源索取电流。）
集成运放两个输入端的电压通常非常接近零，即v+- v-= 0； 但不是短路，所以简称为“虚短”。
v- -
vi2 R1 v+ +
vo
B RF
图5.1.7 差分输入放大器
以上三种输入方式的基本运算放大电路，无论是哪一种电 路，其AVF均与运放参数无关，仅取决于反馈网络的元件值。
§5.2 信号运算电路
1、加减法运算电路
在运算电路中，实现多个信号按各自不同的比例求和 或求差的电路统称为加减运算电路。
（a）
R1
-
（b） -
+
+
v- o
+
+
v- o
vi = Vim sinωt
vi = Vim sinωt
图（a） 同相放大器特例——电压跟随器 ∴ vo =vi = Vim sinωt
高等教育出版社第六版《电路》第5章_含有运放的电阻电路
)u
1 R2
uo – 1 §5-2 比例电路的分析( u
R2
+
uo
u in R1
1 R2Βιβλιοθήκη )u o Au Ro
i1
R1
R1
①
i2
RR2 2
整理:
R0 ② R
+
+
u-
id
+
(
1 R1
1 R2 1 R2
1 R in
)u 1 Ro
1 R2 1 R2
- uin
②
u1
u n1 u n 2 u L
u 由②有： o 2 u n 2
R RL
i1
代入①得：u L
RL R
u1
RL R
R in
R
2
R RL
12
习题： 5-3、 5-4、 5-6、5-7。
13
第五章
结 束
14
9
uo R f (
u1 R1
u2 R2
u3 R3
)
+
i3 i2
R3
i
Rf
+ i1 R2 u3 u + R1
2
①
+ i– u– –
– – –
u1
∞ – + +
uo
+ –
又解：对结点①列结点方程：
u1 R1
u2 R2
u3 R3
uo Rf
0
则 uo (u1 u2 u3 )
讲义第5章集成运算放大电路
第5章集成运算放大电路（上一章介绍的用三极管、场效应管等组成的放大电路称为分立元件电子电路。
）集成电路：如果在一块微小的半导体基片上，将用晶体管（或场效应管）组成的实现特定功能的电子电路制造出来，这样的电子电路称为集成电路。
（集成电路是一个不可分割的整体，具有其自身的参数及技术指标。
模拟集成电路种类较多，本章主要介绍集成运算放大电路。
）本章要求：（1）了解集成运放的基本组成及主要参数的意义。
（2）理解运算放大器的电压传输特性，理解理想运算放大器并掌握其基本分析方法。
（3）理解用集成运放组成的比例、加减、微分和积分运算电路的工作原理。
（4）理解电压比较器的工作原理和应用。
5.1集成运算放大器简介5.1.1集成运算放大器芯片集成运算放大器是一种具有很高放大倍数的多级直接耦合放大电路。
是发展最早、应用最广泛的一种模拟集成电路。
集成运算放大器简称运放，是一种多端集成电路。
集成运放是一种价格低廉、用途广泛的电子器件。
早期，运放主要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，运放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广泛应用。
1、集成电路的概念（1）集成电路：禾U用半导体的制造工艺，把晶体管、电阻、电容及电路连线等做在一个半导体基片上，形成不可分割的固体块。
集成电路优点：工作稳定、使用方便、体积小、重量轻、功耗小。
（2）集成电路分类：模拟、数字集成电路；单极型、双极型集成电路，小、中、大、超大规模集成电路。
①模拟集成电路：以电压或电流为变量，对模拟量进行放大、转换、调制的集成电路。
（可分为线性集成电路和非线性集成电路。
）②线性集成电路：输入信号和输出信号的变化成线性关系的电路，如集成运算放大器。
③非线性集成电路：输入信号和输出信号的变化成非线性关系的电路，如集成稳压器。
（3）线性集成电路的特点①电路一般采用直接耦合的电路结构，而不采用阻容耦合结构。
②输入级采用差动放大电路，目的是克服直接耦合电路的零漂。
运算放大器电阻电路_电路
电压跟随器及其隔离作用：
u 0 u in i in 0 R in
例5-2 图示加法器，试说明其工作原理。
i 0 i i1 i 2 i 3 解： u0 u u3 u u1 u u2 u R1 R1 R2 R3
由于：
u n1 u
R1 R in R2
un2 u0
R2 R1
得： ( 1 1 1 )u 1 u u in 0
1 A 1 1 ( )u ( )u 0 0 R2 R0 R0 R2
解得：
A 1 u in ( ) R 0 R 2 R1 u0 1 1 1 1 1 1 A 1 ( )( ) ( ) R 0 R 2 R 1 R in R 2 R2 R0 R2
所以：
u0 R2 u in R1
R2 R0 R2 R2 R1 (1 )(1 ) R2 R1 R in 1 R0 A R2
1
例：A=50000，Rin=1MΩ，R0=100 Ω，R2=100k
Ω，R1= 10k Ω，则：
u0 R2 1 u in R1 1.00022
§5-3 含有理想运算放大器的电路的分析
按理想运放的性质，可得到以下两条规则： (1)反相端和同相端的输入电流均为零(虚断(路))； (2)对于公共端(地)，反相输入端的电压与同相 输入端的电压相等 (虚短(路))。
例5-1 图示电路为同相比例放大器，试求u0与uin 的关系。
解：
i1 i 2 0 u 0 R1 u2 R1 R 2 uin u u u 2 u 0 R1 u in R1 R 2 u0 R2 1 u in R1
电子技术基础第五章集成运算放大器
2.差模交流信号分析 :
2.差模交流信号分析 : 画出对差模交流信号的交流通路
理想的直流电压源短路 关键是此处对Ree的处理。 在以前画交流通路时，线性电阻在交流通路中保留，阻值 为线性电阻的交流电阻，因为是线性的，所以交流电阻与 直流电阻相等。
A u c(单 u u o ic ） c 1 1 (b R rb )e 2 R c ()1 e R e2 -R R e ce
4 对任意信号的分析方法
ui1=uic+uid/2 ui2=uic-uid/2 uic = (ui1+ui2)/2 uid=ui1-ui2 uid1= -uid2= uid /2
差模信号和共模信号
• 差模信号：有用的信号，包含着信息，要进行 放大的。
• 共模信号：人为引入的一个信号，不是要放大 的，而是用来描述零漂的大小。直接描述、测 量零漂很麻烦，要先后测量两种不同的环境温 度下的静态工作点，求取它们的差值。从另外 一个角度：在同样的环境温度下，在输入端施 加共模信号，测量输出端的信号，求取共模放 大倍数。
2.1差模输入双端输出
某瞬间的真实方向
uid = uid1-uid2 uid1= -uid2
Ree上交流压降为0。 因此，画差模交流信号交流通路时，Ree可视为短路，
即两管的发射极直接接地。
由uc1= -uc2可知RL两端电位一端为正，一端为负，RL的中点应 是地电位，即每管对地的负载电阻为RL/2.
（5）不能制造电感，如需电感，也只能外接。
（6）一般无二极管，用三极管代替(B、C 极接在一起)。
集成运放的组成：输入级
第05章 含有运算放大器的电阻电路(Polat)
§5-1 运算放大器的电路模型§5-2 比例电路的分析§5-3 含有理想运算放大器的电路的分析第5章含有运算放大器的电阻电路课程名称课程名称：：（Electrical circuit ）编著单位编著单位：：西安交通大学原著：邱关源修订：罗先觉运算放大器的电路模型§5-1一、运算放大器简介简介◇运算放大器简称运放。
◇由许多晶体管组成(通常由数十个晶体管和一些电阻构成)。
把输入电压放大一定倍数后再输送出的集成电路。
◇把输入电压放大一定倍数后再输送出的集成电路◇是一种多端集成电路(现已有上千种不同型号的集成运放)用途广泛的电子器件。
运放是一种价格低廉、◇运放是一种价格低廉、用途广泛的电子器件一、运算放大器简介◇能够完成模拟信号的求和能够完成模拟信号的求和、、微分微分、、积分等数学运算，且放大倍数很高的放大器的放大器。
定义◇目前目前，，运放的应用已远远超过运算的范围运放的应用已远远超过运算的范围。
它在通信它在通信、、控制和测量等设备中得到广泛应用制和测量等设备中得到广泛应用。
◇信号的运算电路(加、减、比例、积分、微分等运算)应用◇信号的处理电路(有源滤波、整流、采样电路等)◇信号的发生电路(产生方波、锯齿波等波形)二、运算放大器的符号◇运算放大器的电路符号电路符号如图所示运算放大器的电路符号电路符号如图所示，，在电路符号图中一般不画出直流电源端中一般不画出直流电源端，，而只有a 、b 、o 三端和接地端三端和接地端。
◇运放与外部电路连接的端钮只有四个运放与外部电路连接的端钮只有四个：：两个输入端两个输入端、、一个输出端和一个接地端输出端和一个接地端。
这样这样，，运放可看为是一个四端元件运放可看为是一个四端元件。
二、运算放大器的符号◇各端钮的名称A ——开环电压放大倍数(达108)i -——反相输入端电流i +——同相输入端电流i 0——输出端电流u -——反相输入端电压u +——同相输入端电压u o ——输出端(对接地端)电压u d =u +-u -——差模输入电压——单级放大三、运算放大器的特性（静态特性静态特性））◇转移特性曲线转移特性曲线：：运放工作在直流和低频信号的条件下运放工作在直流和低频信号的条件下，，其输出电压与差模输入电压的关系u o =f (u d ) 。
电子技术基础第5章-(4学时)集成运算放大器应用电路
三、 减运算
（1）利用差分式电路实现减法运算
Rf uO (uI2 uI1 ) R
实现了差分 放大电路
根据虚短、虚断和N、P点的KCL得：
vN vP
v I1 v N v N vO R1 Rf v I2 v P v P 0 R2 R3
R3 R1 Rf Rf vO ( )( )vI2 v I1 R1 R2 R3 R1
当
Rf R3 Rf (v I2 v I1 ) , 则 vO R1 R1 R2
（2）利用反相信号求和实现减法运算
第一级反相比例
v O1
Rf 1 v S1 R1
第二级反相加法
vO
即
Rf 2 Rf 2 v S2 v O1 R2 R2
当 Rf 1 R1 ，Rf 2 时 R2
断开反馈，在断开处给放大电路加 f＝f0的信号Ui，且规 定其极性，然后根据 Ui的极性→ Uo的极性→ Uf的极性 若Uf与Ui极性相同，则电路可能产生自激振荡；否则电 路不可能产生自激振荡。
运放的传输特性
线性工作状态
V+-V-=Vo/AU≈0 Rid≈∞
1.理想运放的同相和反相输入端电流近似为零
I+=I-≈0
2.理想运放的同相和反相输入端电位近似相等 V+=V-
由于理想运放的输入电阻非常高，在分析处于线性状 虚断 态运放时，可以把两输入端视为等效开路，这一特性 称为虚假开路，简称虚断。
其中
vI (t )
滤波电路
vO ( t )
A( j ) A( j ) e j ( ) A( j ) ( )
—— 相位角，相频响应
A( j ) —— 模，幅频响应
2012年模拟电子技术第五章 集成运算放大电路及其应用练习题(含答案)
第五章集成运算放大电路及其应用【教学要求】本章主要叙述了集成运放内部电路的组成及作用；讨论了电流源电路、差分放大器等单元电路；同时介绍了集成运放的理想化条件及它的三种基本电路和运算、集成运放的应用电路及其特点和集成运放的非线性应用；教学内容、要求和重点如表5.1。
表5.1 教学内容、要求和重点【例题分析与解答】【例题5-1】差动放大器如图5-1所示。
已知三极管的β1=β2=50，β3=80，r bb’=100Ω，U BE1=U BE2=0.7V，U BE3=－0.2V，V CC=12V。
当输入信号U i=0时，测得输出U o=0。
1：估算T1、T2管的工作电流I c1、I c2和电阻R e的大小。
2：当U i=10mV时，估算输出U o的值图5-1解：1：由电路可知，当U i =0时，要保证U o =0V ，则电阻R e3上压降应为12V ，，由此可求得3c I ：mA R U U I e cc o c 11212)(33==--=，T 3管的设计电流3E I 为：33c E I I ≈，而T 2管集电极电阻R c2上的压降2C R U 可近似为：V U R I U EB e E R C 2.32.0313332=+⨯=+⋅≈。
于是T 1、T 2管的集电极电流1C I 、2C I 为：)(32.0102.32212mA R U I I C RR C C C ====。
射极电阻R e 上的电流e R I 为：)(64.021mA I I I C C R e=+=。
若设T 1管基极电位U B1=0V ，则U E1=－0.7V ，射极电阻R e 为：)(7.1764.0127.0)(1Ω=+-=--=K I U U R e R CC E e2：U i =10mA 时，U o 的大小：由于电路的结构为单入、单出型，故将T 3管构成的后级电路输入电阻R i2作为差放级的负载考虑，其电压放大倍数A u1为：)(2)//(12211be b i c u r R R R A +=β；其中： )(24.432.026)501(1001Ω=⨯++=K r be ，3332)1(e be i R r R β++=； 而3be r 为： )(2.2126)801(1003Ω=⨯++=K r be ； 所以： )(2453)801(2.22Ω=⨯++=K R i电压放大倍数为：8.45)24.41(2)245//10(501=+⨯⨯=u AT3管构成的后级放大电路的电压放大倍数2u A 为：9.33812.21280)1(333332-=⨯=⨯-=++-=e be c u R r R A ββ当输入U i =10mA 时，电路输出电压U o 为：)(8.110)9.3(8.4521V U A A U i u u o -=⨯-⨯=⋅⋅=【例5-2】图5-2给出了采用两级运放电路实现的差分比例运算电路。
第五章集成运算放大器
5.2 差分放大电路
（3）共模抑制比 ） 共模抑制比： 共模抑制比：差模放大倍数与共模放大倍数的比值称为 共模抑制比。 共模抑制比。 Avd K CMR = Avc 缺点： 缺点： 第一，要做到电路完全对称是十分困难的。 第一，要做到电路完全对称是十分困难的。 第二，若需要单端输出，输出端的零点漂移仍能存在， 第二 ， 若需要单端输出， 输出端的零点漂移仍能存在， 因而该电路抑制零漂的优点就荡然无存了。 因而该电路抑制零漂的优点就荡然无存了。
5.3 集成运算放大器
3．理想集成运放 ． 理想运放的条件： 理想运放的条件： （1）开环电压放大倍数 AVD = ∞； ） （2）输入电阻 ri = ∞； ） （3）输出阻抗 ro = ∞； ） （4）共模抑制比 K CMR = ∞； ） 结论： 结论： 理想运放的两输入端电位差趋于零。 ① 理想运放的两输入端电位差趋于零。 理想运放的输入电流趋于零。 ② 理想运放的输入电流趋于零。
5.3 集成运算放大器
5.3.1 集成运算放大器的基础知识
1．集成运放的组成和电路符号 ． 集成运放电路主要由输入级、中间级、 集成运放电路主要由输入级、中间级、输出级和偏置电 输入级 路等四部分组成，如图所示。 等四部分组成，如图所示。
5.3 集成运算放大器
（1）输入级：由差分放大电路组成，有两个输入端。 ）输入级：由差分放大电路组成，有两个输入端。 同相输入端：输入信号在该端输入时， ① 同相输入端：输入信号在该端输入时，输出信号与输 入信号相位相同。 入信号相位相同。 反相输入端：输入信号在该端输入时， ② 反相输入端：输入信号在该端输入时，输出信号与输 入信号相位相反。 入信号相位相反。 （2）中间级：由高增益的电压放大电路组成。 ）中间级：由高增益的电压放大电路组成。 （3）输出级：由三极管射极输出器互补电路组成。 ）输出级：由三极管射极输出器互补电路组成。 （4）偏置电路：为集成运放各级电路提供合适而稳定的 ）偏置电路： 静态工作点。 静态工作点。 集成运放电路符号如图 所示。 所示。
运放电路分析
5-21
§5.3 含理想运放的电路分析
负载电阻 RL与输出电 压u2 的关系为
R 2 // R L u2 = u1 R 1 + R 2 // R L ≠ R2 u1 R1 + R 2
加入电压跟随器后，
R2 u2 = u1 R1 + R 2
输出电压u2不受负载电阻的影响 即负载电阻的作用被“隔离”
5-22
5-5
§5.1 运算放大器的电路模型
3. 运算放大器的外特性
在直流和低频信号的条件下，运放输出电压uo 与差动输入电压ud的特性曲线 其传输特性可分三个区域： ①线性工作区：
ud<|ε|，uo＝Aud
②正向饱和区：
ud >ε，uo＝Usat
③反向饱和区：
ud <－ε，uo＝Usat
5-6
§5.1 运算放大器的电路模型
ui1 − u − u− − uo i1 = i f ⇒ = R1 Rf
u+
＋
Rf ⎛ Rf ⎞ − Rf ⎛ R f ⎞ R3 uo = ⎜1 + ui1 = ⎜1 + ui 2 − ui1 ⎟u − ⎟ R1 ⎠ R1 R1 ⎠ R2 + R3 R1 ⎝ ⎝
5-23
§5.3 含理想运放的电路分析
运算放大器可以完成比例、加减、积分与微分以及 乘除等运算，下面给出其中几种运算电路。
5-17
§5.3 含理想运放的电路分析
1. 加法运算
(a)根据“虚短”：
u− = u+ = 0
所以,电流为
ui1 , i1 = R1 ui 2 , i2 = R2 ui 3 , i3 = R3 uo if = − Rf
(完整word版)邱关源电路笔记1-7章
第一章电路模型和电路定律1.实际电路：有电工设备和电气器件按预期目的连接构成的电流的通路。
功能：a.能量的传输、分配与转换b.信息的传递、控制与处理共性：建立在同一电路理论基础上2.电路模型：反应实际电路部件的主要电磁性质的理想元件5种基本的理想电路元件：电阻元件：表示消耗电能的元件电感元件：表示产生磁场，储存磁场能量的元件电容元件：表示产生的电场，储存电场能量的元件电压源和电流源：表示将其他形式的能量转变成电能的元件3.u, i 关联参考方向p = ui 表示元件吸收的功率P>0 吸收正功率(吸收)P<0 吸收负功率(发出)4.u, i 非关联参考方向p = ui 表示元件发出的功率P>0 发出正功率(发出)P<0 发出负功率(吸收)注：对一完整的电路，发出的功率=消耗的功率a.分析电路前必须选定电压和点流的参考方向b.参考方向一经选定，必须在图中相应位置标注（包括方向和符号）c.参考方向不同时，其表达式相差一负号，但电压、电流的实际方向不变5.理想电压源和理想电流源理想电压源：其两端电压总能保持定值或一定的时间函数，其值与流过它的电流i无关的元件叫理想电压源。
理想电压源的电压、电流关系：a.电源两端电压由电源本身决定，与外电路无关；与流经它的电流方向、大小无关b.通过电压源的电流由电源及外电路共同决定理想电流源：其输出电流总能保持定值或一定的时间函数，其值与它的两端电压u无关的元件叫理想电流源。
理想电流源的电压、电流关系：a.电流源的输出电流由电源本身决定，与外电路无关；与它的两端电压的方向、大小无关b.电流源两端的电压由电源及外电路共同决定6.受控电源（非独立电源）：电压或电流大小和方向不是给定的时间函数，而是受电路中某处的电压或电流控制的电源称为受控电源7.基尔霍夫定律基尔霍夫电压定律（KCL）：在集总参数电路中，任意时刻，对任一结点流出（或流入）该节点电流的代数和为零基尔霍夫电压定律（KVL）:在集总参数电路中，任意时刻，沿任一回路，所有支路电压的代数和恒等于零注：a.kcl是对支路电流的线性约束，kvl是对回路电压的线性约束。
华南理工大学 模拟电子技术基础 5集成运算放大器单元电路PPT
VCC
Rc
Rc
uC1
+
uC2
iC1
RL uO
iC2
+ uI
Rb +
uI1 -
iB1
V1
iE1 iEE
-
V2
e
iE2 Re
Rb iB2
uI2 -+
VEE
Aud1
Uod1 Uid
Uod1 2Uid1
RL
2(Rb rbe )
RL Rc // RL
Rid 2(Rb rbe ) ，Rod Rc
5.2.3-- 1.双端输入单端输出差放电路
单端输入
单端输出
双端输入
双端输出
1)差模信号 uI1 uI2
V1、V2管相对应极电流或电 压的变化量也是差模信号。
长尾式差分 放大电路
2)共模信号uI1 uI2
V1、V2管相对应极电流或电 压的变化量也是共模信号。
5.2.1 差分放大电路的组成及特点
2.基本特点 3)一般信号uI1 uI2
差模分量 uId uI1 uI2
由于输入回路没有变 化，所以IEQ、IBQ、ICQ 与双端输出时一样。但 是UCEQ1≠ UCEQ2。
VCC
RL Rc RL
VCC
Rc Rc // RL
UCQ1 VCC ICQ Rc UCQ2 VCC ICQ Rc
5.2.3-- 1.双端输入单端输出差放电路
(2)动态分析 1)对差模信号的作用
5.1.2 有源负载放大电路
5.1.1 基本电流源电路
电流源电路:提供恒定输出电流 1) 作为各级电路的偏置电路，以提供合适的静态电流; 2) 作为放大电路的有源负载，提高电路的增益。
邱关源电路第五版_第5章含有运算放大器的电阻电路
缺 點： ①頻帶過窄 ②線性範圍小
加入負回饋
①擴展頻帶 ②減小非線性失真
優點： ①高增益 ②輸入電阻大，輸出電阻小
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集成運算放大器
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符號
+15V 2 3
8 個管 腳： 2：倒向輸入端 3：非倒向輸入端 4、7：電源端 6：輸出端 1、5：外接調零電位器 8：空腳
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應用 ①信號的運算電路
比例、加、減、對數、指 數、積分、微分等運算。
有源濾波器、精密整流電路、 電壓比較器、採樣—保持電 路。 產生方波、鋸齒波等波形
②信號的處理電路 ③信號的發生電路
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電路 輸入端
輸 入 級 中間級 用以電 壓放大 偏置 電路 輸 出 級 輸出端
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5.3 含有理想運算放大器的電路分析
1. 分析方法
①根據理想運放的性質，抓住以下兩條規則： （a）倒向端和非倒向端的輸入電流均為零 [ “虛斷（路）”]； （b）對於公共端（地），倒向輸入端的電壓與 非倒向輸入端的電壓相等 [ “虛短（路）”]。 ②合理地運用這兩條規則，並與結點電壓法相結合。
第五章
含有運算放大 器的電阻電路
本章重點
5.1 5.2 5.3
運算放大器的電路模型 比例電路的分析 含有理想運算放大器的電路分析 首頁
重點
（1）理想運算放大器的外部特性；
（2）含理想運算放大器的電阻電路分析；
（3）一些典型的電路；
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5.1 運算放大器的電路模型
1. 簡介
運算放大器
是一種有著十分廣泛用途的電子器件。最早 開 始 應 用於 1940 年， 1960 年後， 隨 著 積體電 路 技 術 的 發 展， 運 算放大器逐步集成化，大大降 低了成本，獲得了越來越廣泛的應用。
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Q u+ = u− = 0
− uo u1 = + R3 R1 R3 u1 + − uo = R1 R3 =3
R1 = 3.33kΩ
i−
u2 R2 R3 u2 R2
解1：电流参考方向如图所示 ：
与已知条件比较得
Q i− = 0 ∴ i = i1 + i2
R3 = 0.2 R2
R2 = 50kΩ
设图示电路的u 题5-1 设图示电路的 o为
知识点
运算电路 运算电路 运算电路 法运算电路 法运算电路 分运算电路 分运算电路
题5-1题解
设图示电路的u 题5-1 设图示电路的 o为
− uO = 3u1 + 0.2u2
i1 i2
i
①
已知R 已知 3=10k ，求R1和R2。
u− − uo u1 − u− u2 − u− = + R3 R1 R2
R2 = 50kΩ
1 1 1 1 u1 u2 u− − uo = + R +R +R R3 R1 R2 2 3 1
基本要求
1. 掌握运算放大器的电路模型及其主要特点 2. 熟练运用“虚断”和“虚短”的概念分析 熟练运用“虚断” 虚短” 含运算放大器的电路。 含运算放大器的电路。
定义 电路符号 运算放大器 含 运 算 放 大 器 电 路 含运算放大器 电阻电路分析 结点法 虚断与虚短概念的应用 线性化电路模型 理想线性化电路模型 虚断与虚短概念
− uO = 3u1 + 0.2u2
Q u− = u+ = 0
1 u1 u2 uo = − + R3 R1 R2
已知R 已知 3=10k ，求R1和R2。 ①
R3 R3 u1 + u2 − uo = R1 R2
与已知条件比较得
解法二： 解法二：结点电压方程为
R3 =3 R1
R1 = 3.33kΩ
R3 = 0.2 R2