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电工电子技术 ppt课件
2020/11/24
11
实际电路器件品种繁多，其电磁特性多元而复杂，采取 模型化处理可获得有意义的分析效果
白炽灯电路
消耗电能的电 特性可用电阻 元件表征
由于白炽灯中耗能 的因素大大于产生 磁场的因素，因此
R L 可以忽略。
i
产生磁场的电 特性可用电感 元件表征
白炽灯的电
L 路模型可表
示为：
R
理想电路元件是实际电路器件的理想化和近似，其电特性惟 一、精确，可定量分析和计算。
当外界电场的作用力超过原子核对外层 电子的束缚力时，绝缘体的外层电子同样 也会挣脱原子核的束缚成为自由电子，这 种现象我们称为“绝缘击穿”。绝缘体一 旦被击穿，就会永久丧失其绝缘性能而成 为导体。
半导体的导电性虽然介于导体和绝缘体之间，但半 导体在外界条件发生变化时，其导电能力将大大增强 ；若在纯净的半导体中掺入某些微量杂质后，其导电 能力甚至会增加上万乃至几十万倍，半导体的上述特 殊性，使它在电子技术中得到了极其广泛地应用。
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15
（2）电压
高中物理学中对电压的定义：电场力把单位正电荷从电 场中的一点移到另一点所做的功。表达式为：
u ab
dw ab dq
直流情况下
U ab
W ab Q
注意：物理量用小字表示变量，用大写表示恒量。
从工程应用的角度来讲，电路中的电压是产生电流的根 本原因；在数值上，电压等于电路中两点电位的差值。
2.对于集总参数元件，任何时刻，从元件一端流入的电 流，恒等于从元件另一端流出的电流，并且元件两端的 电压值是完全确定的。
2020/11/24
14
4. 电路中的电压、电流及其参考方向
（1）电流
电工电子技术全套PPT课件
进行检测。
技能培训和考核标准
培训内容
包括电工电子技术基础知识、实验操作规范、仪器仪表使用等。
培训方式
采用理论授课与实验操作相结合的方式，注重实践能力的培养。
考核标准
要求学员能够熟练掌握实验操作技能，独立完成实验任务，并具备一定的分析问题和解决 问题的能力。同时，还需遵守实验室规章制度，确保实验安全。
稳压电路
保持输出电压稳定，常 用串联型稳压电路和开 关型稳压电路。
逆变器和斩波器工作原理
逆变器
将直流电转换为交流电，常用PWM控制技术实现输出电压和 频率的调节。
斩波器
将直流电转换为另一电压等级的直流电，通过控制开关管的 通断时间实现输出电压的调节。
变频器调速系统应用
变频器
将固定频率的交流电转换为可调频率的交流电，实现对电 机的无级调速。
同步发电机基本结构
介绍定子、转子和励磁系统等部分，以及各部分在发电机运行中 的作用。
同步发电机工作原理
阐述电磁感应定律和同步转速概念，以及发电机在空载和负载状态 下的工作原理。
同步发电机并网运行条件
分析并网前电压、频率和相位等参数的调整方法，以及并网后功率 和电流的分配原则。
拖动系统稳定性和调速方法
原理
基于晶体管的开关特性实现逻辑运算。
应用
用于组合逻辑电路的设计和实现，如编码器、译 码器、数据选择器等。
组合逻辑设计方法
组合逻辑电路
由逻辑门电路组成的，无记忆功能的电路。
设计方法
根据实际需求，选择合适的逻辑门电路进行组合，实现特定的逻 辑功能。
设计步骤
分析需求、列写真值表、化简逻辑表达式、画出逻辑电路图、验 证设计结果等。
03
电子技术基础(康华光版)PPT
电子技术基础(康华光版)
• 电子技术概述 • 电子器件基础 • 模拟电子技术 • 数字电子技术 • 电子技术实验与实践 • 电子技术应用案例分析
01
电子技术概述
电子技术的发展历程
晶体管时代
20世纪50年代，晶体管的发明 推动了电子技术的快速发展。
微电子技术时代
20世纪80年代，微电子技术的 兴起使得电子设备更加智能化 和微型化。
主要包括电压负反馈、电流负反馈、串联 负反馈和并联负反馈。
负反馈对放大电路性能的影响
负反馈放大电路的分析方法
主要包括提高放大倍数的稳定性、减小非 线性失真、扩展通频带等。
主要包括瞬态分析和频率分析。
集成运算放大器
集成运算放大器的定义
集成运算放大器是一种将多个晶体管集成在一个芯片上的模拟集成电路。
集成运算放大器的特点
逻辑门电路具有高输入电阻、 低输出电阻的特性，能够实现 高速、低功耗的逻辑运算。
逻辑门电路的输入电阻很高， 可以认为输入信号几乎不损失 ，输出电阻很低，能够驱动较 大的负载。这些特性使得逻辑 门电路在数字电子系统中得到 广泛应用。
组合逻辑电路
第一季度
第二季度
第三季度
第四季度
总结词
组合逻辑电路由若干个 逻辑门电路组成，用于 实现各种组合逻辑功能 。
器等。
综合实验与项目实践
综合实验
结合多个知识点，进行综合性实验，如音频放大 器、数字钟等。
故障排查与维修
学习如何排查电路故障，并进行维修，培养实际 操作和解决问题的能力。
ABCD
项目实践
分组完成实际项目，如设计并制作一个简单的电 子产品，培养团队协作和实践能力。
实验报告撰写
学习如何撰写规范的实验报告，总结实验过程和 结果，培养科学素养。
• 电子技术概述 • 电子器件基础 • 模拟电子技术 • 数字电子技术 • 电子技术实验与实践 • 电子技术应用案例分析
01
电子技术概述
电子技术的发展历程
晶体管时代
20世纪50年代，晶体管的发明 推动了电子技术的快速发展。
微电子技术时代
20世纪80年代，微电子技术的 兴起使得电子设备更加智能化 和微型化。
主要包括电压负反馈、电流负反馈、串联 负反馈和并联负反馈。
负反馈对放大电路性能的影响
负反馈放大电路的分析方法
主要包括提高放大倍数的稳定性、减小非 线性失真、扩展通频带等。
主要包括瞬态分析和频率分析。
集成运算放大器
集成运算放大器的定义
集成运算放大器是一种将多个晶体管集成在一个芯片上的模拟集成电路。
集成运算放大器的特点
逻辑门电路具有高输入电阻、 低输出电阻的特性，能够实现 高速、低功耗的逻辑运算。
逻辑门电路的输入电阻很高， 可以认为输入信号几乎不损失 ，输出电阻很低，能够驱动较 大的负载。这些特性使得逻辑 门电路在数字电子系统中得到 广泛应用。
组合逻辑电路
第一季度
第二季度
第三季度
第四季度
总结词
组合逻辑电路由若干个 逻辑门电路组成，用于 实现各种组合逻辑功能 。
器等。
综合实验与项目实践
综合实验
结合多个知识点，进行综合性实验，如音频放大 器、数字钟等。
故障排查与维修
学习如何排查电路故障，并进行维修，培养实际 操作和解决问题的能力。
ABCD
项目实践
分组完成实际项目，如设计并制作一个简单的电 子产品，培养团队协作和实践能力。
实验报告撰写
学习如何撰写规范的实验报告，总结实验过程和 结果，培养科学素养。
电工电子学(全)ppt课件
第一章 电路和电路元件
上海大学 自动化系 林小玲
最新版整理ppt
1
第一章 电路和电路元件
§1.1 电路和电路基本物理量
§1.1.1 电路与电路模型
§1.1.2 电压、电流及其参考方向
§1.1.3 电路的功率和能量
§1.2 无源电路元件
§1.2.1 电阻元件
§1.2.2 电容元件
§1.2.3 电感元件 §1.3 独立电源元件
无源元件
• 电气设备
不对应!
基本模型
(多种物理现象) 对应!
基本模型的组合
• 实际电路 理论分析 +测最新量版整理p模pt 型化
8
由实际电路元件组成的电路称为电路实体。
可将电路实体中各个实际的电路元件都用 表征其物理性质的理想电路元件代替。
用理想电路元件组合成的电路称为电路实 体的电路模型。
最新版整理ppt
信号 源
非 电 信 号
电 信 号
放大器
中间环节
电信号转换、放 大，传递给扬声 器
最新版整理ppt
功率低 (10-3w)
负载
电
非
信
电
号
信
号
7
二、电路模型
?
实际电气设备 如何对应
电路模型
• 元器件工作物理过程
电能
非电能 表示耗能
R
电能 电能 非电能
电场能 磁场能
电能
表示建立电场 表示建立磁场
有源元件
C L
14
电路模型近似地描述实际电路的电气特性。根据实际 电路的不同工作条件以及对模型精确度的不同要求，应当 用不同的电路模型模拟同一实际电路。现在以线圈为例加 以说明。
上海大学 自动化系 林小玲
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1
第一章 电路和电路元件
§1.1 电路和电路基本物理量
§1.1.1 电路与电路模型
§1.1.2 电压、电流及其参考方向
§1.1.3 电路的功率和能量
§1.2 无源电路元件
§1.2.1 电阻元件
§1.2.2 电容元件
§1.2.3 电感元件 §1.3 独立电源元件
无源元件
• 电气设备
不对应!
基本模型
(多种物理现象) 对应!
基本模型的组合
• 实际电路 理论分析 +测最新量版整理p模pt 型化
8
由实际电路元件组成的电路称为电路实体。
可将电路实体中各个实际的电路元件都用 表征其物理性质的理想电路元件代替。
用理想电路元件组合成的电路称为电路实 体的电路模型。
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信号 源
非 电 信 号
电 信 号
放大器
中间环节
电信号转换、放 大，传递给扬声 器
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功率低 (10-3w)
负载
电
非
信
电
号
信
号
7
二、电路模型
?
实际电气设备 如何对应
电路模型
• 元器件工作物理过程
电能
非电能 表示耗能
R
电能 电能 非电能
电场能 磁场能
电能
表示建立电场 表示建立磁场
有源元件
C L
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电路模型近似地描述实际电路的电气特性。根据实际 电路的不同工作条件以及对模型精确度的不同要求，应当 用不同的电路模型模拟同一实际电路。现在以线圈为例加 以说明。
电工与电子技术基础PPT通用课件
电荷量
时间
电流
2、电流的测量 （1）对交、直流电流应分别使用交流电流表、直流电流表 （或万用表的相应档位）测量。 （2）电流表或万用表必须串联到被测的电路中。 直流电流表表壳接线柱上标明的“+” “-”记号，应和电路的极性相一致，不能接错，否则指针要反转，既影响正常测量，也容易损坏电流表。 被测电流的数值一般在电流表量程的1/2以上，度数较为准确。因此在测量之前应先估计被测电流大小，以便选择适当量程的电流表。若无法估计，可先用电流表的最大量程挡测量，当指针偏转不到1/3刻度时，再改用较小的挡去测量，直到测得正确数值为止。 为了在接入电流表后对电路原有工作状况影响较小，电流表内阻应尽量小。 不允许将电流表与负载并联，也不允许将电流表不经任何负载而直接连接到电源的两极，因电流表内阻很小，这样会造成电源短路甚至损坏电流表。
四、电阻的测量 1.用万用表测量电阻 注意事项： 准备测量电路中的电阻时，应先切断电源，切不可带电测量，然后进行机械调零。 首先估计被测电阻的大小，选择适当的倍率挡，然后进行欧姆调零，即将两只表笔相触，旋动调零电位器，使指针指在零位。 测量时双手不可碰到电阻引脚及表笔金属部分，以免接入人体电阻，引起测量误差。 测量电路中某一电阻时，应将电阻的一端断开
第一章 直流电路
1-1 电路的基本概念 1-2 电流、电压及其测量 1-3 电阻及其测量 1-4 简单电路的分析 1-5 复杂电路的分析
&1-1 电路的基本概念
学习目标 1、了解电路的基本组成、电路图的主要类型和作用。 2、熟悉电路的三种工作状态。 3、了解汽车单线制电路的特点。
&1-3 电阻及其测量
学习目标 1、掌握电阻的概念，了解导体、半导体何绝缘体的特点。 2、能正确识读色环电阻，会用万用表测量电阻。 3、了解敏感电阻器的特点和应用。 4、掌握直流电桥的平衡条件，了解直流电桥在测量电路中的 应用。
《电子技术基础》ppt课件
PN结内部载流子基本为零，因此导电率很低，相当于介质。 但PN结两侧的P区和N区导电率很高，相当于导体，这一点和 电容比较相似，所以说PN结具有电容效应。
半导体基础与常用器件
电子技术基础
PN结的单向导电性
PN结的上述“正向导通，反向阻断”作用，说明它具有单 向
导电性，PN结的单PN向结导中电反性向是它电构流成的半讨导论体器件的基础。
3. 空间电荷区的电阻率很高，是指其内电场阻碍多数载流子扩 散运动的作用，由于这种阻碍作用，使得扩散电流难以通过空 间电荷区，即空间电荷区对扩散电流呈现高阻作用。
4. PN结的单向导电性是指：PN结正向偏置时，呈现的电阻很小 几乎为零，因此多子构成的扩散电流极易通过PN结；PN结反向 偏置时，呈现的电阻趋近于无穷大，因此电流无法通过被阻断。
由于热激发而在晶体中出现电子空穴对的现象称为本征激发。
本征激发的结果，造成了半导体内部自由电子载流子运动的产 生，由此本征半导体的电中性被破坏，使失掉电子的原子变成带 正电荷的离子。
由于共价键是定域的，这些带正电的离子不会移动，即不能参 与导电，成为晶体中固定不动的带正电离子。
半导体基础与常用器件
电子技术基础
内部几乎没有自由电子， 因此不导电。
半导体基础与常用器件
电子技术基础
（3） 半导体
半导体的最外层电子数一般为4个，在常温下存在的自 由电子数介于导体和绝缘体之间，因而在常温下半导体的 导电能力也是介于导体和绝缘体之间。
常用的半导体材料有硅、锗、硒等。
＋
原子核
半导体的特点：
导电性能介于导体和绝缘体之 间，但具有光敏性、热敏性和参 杂性的独特性能，因此在电子技 术中得到广泛应用。
光敏性——半导体受光照后，其导电能力大大增强；
半导体基础与常用器件
电子技术基础
PN结的单向导电性
PN结的上述“正向导通，反向阻断”作用，说明它具有单 向
导电性，PN结的单PN向结导中电反性向是它电构流成的半讨导论体器件的基础。
3. 空间电荷区的电阻率很高，是指其内电场阻碍多数载流子扩 散运动的作用，由于这种阻碍作用，使得扩散电流难以通过空 间电荷区，即空间电荷区对扩散电流呈现高阻作用。
4. PN结的单向导电性是指：PN结正向偏置时，呈现的电阻很小 几乎为零，因此多子构成的扩散电流极易通过PN结；PN结反向 偏置时，呈现的电阻趋近于无穷大，因此电流无法通过被阻断。
由于热激发而在晶体中出现电子空穴对的现象称为本征激发。
本征激发的结果，造成了半导体内部自由电子载流子运动的产 生，由此本征半导体的电中性被破坏，使失掉电子的原子变成带 正电荷的离子。
由于共价键是定域的，这些带正电的离子不会移动，即不能参 与导电，成为晶体中固定不动的带正电离子。
半导体基础与常用器件
电子技术基础
内部几乎没有自由电子， 因此不导电。
半导体基础与常用器件
电子技术基础
（3） 半导体
半导体的最外层电子数一般为4个，在常温下存在的自 由电子数介于导体和绝缘体之间，因而在常温下半导体的 导电能力也是介于导体和绝缘体之间。
常用的半导体材料有硅、锗、硒等。
＋
原子核
半导体的特点：
导电性能介于导体和绝缘体之 间，但具有光敏性、热敏性和参 杂性的独特性能，因此在电子技 术中得到广泛应用。
光敏性——半导体受光照后，其导电能力大大增强；
电子技术课件
可变电阻器
敏感电阻器
具有非线性特性，如热敏、光敏、压敏等， 能够将其他形式的能量转换为电能。
通过机械方式改变其阻值，如滑线变阻器和 电位器。
02
01
高精度电阻器
具有极高的精度和稳定性，用于高精度的测 量和校准。
04
03
电容器
固定电容器
具有固定的电容值，由 两个金属板之间填充绝 缘材料构成。
可变电容器
方法
根据需求选择合适的电子元器件和材料，设计电路原理图，选择合适的PCB板 和布板软件进行布板，然后准备元器件和材料，使用焊接工具进行焊接和调试 ，最后进行测试和评估。
电子设计软件与工具
软件
Multisim、Eagle、Altium Designer等电子设计软件，以及 AutoCAD、EDA等PCB布板软件。
工具
电脑、显示器、鼠标、键盘等计算机 设备，以及电路板雕刻机、打孔机等 PCB制作设备。
05 电子技术实践应用
家庭生活中的电子技术应用
智能家居
电子技术在家庭生活中的应用越 来越广泛，例如智能家居系统、 智能照明、智能安防等，提高了
家庭生活的便利性和安全性。
家电控制
通过电子技术，可以实现远程控制 和定时控制家电，例如智能电视、 智能冰箱、智能空调等，使生活更 加便捷。
音频视频
电子技术在音频视频设备中的应用 也很广泛，例如数字电视、投影仪 、高清播放器等，提高了视听享受 。
工业生产中的电子技术Biblioteka 用010203
自动化生产
电子技术应用于自动化生 产线和机器人技术，提高 了生产效率和产品质量。
电力供应
电子技术在电力系统中的 应用，例如电力稳压器、 变频器等，提高了电力供 应的稳定性和效率。
电工电子技术基础ppt课件
Ta
D
u1
u2
RL
b
电工电子
i0 输出电压波形： u0
uo t
输出电压平均 值（U0）：
机电学院
U o2 1 0 2u od t2 U 20 .4U 5 2
精选课件ppt
7
二极管上的平均电流： u1 ID=I0
电工电子
Ta
D
u2
RL
u0
b
二极管上承受 的最高电压： UDRM 2U2
机电学院
高 反 向 工 作 电 压 为 200V。
取
RLC
5 T 2
5 0 .02 2
0 .05
s， 则 ：
机电学院
C
RL
0 .05 100
500
10 6 F 500
μF
精选课件ppt
24
电感滤波电路
电工电子
电路结构: 在桥式整流电路与负载间串入一电感L。
L
+
4
+
D4
D1
+
220V u1
27
9.4 稳压电路
稳压电路的作用:
电工电子
交流 整流
脉动
滤波 有波纹的 稳压 直流
电压
直流电压
直流电压
电压
精选课件ppt
28
机电学院
9.4.1 稳压二极管稳压电路的工作原理
电工电子
稳压原理——利用稳压管的反向击穿特性。
由于反向特性陡直，较大的电流变化，只会引起较小 的电压变化。
i
UZ
△I
△U 机电学院
电工电子
RL u0
10
u2负半周时电流通路
-
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须加负反馈才能使
其工作于线性区。
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4. 理想运放工作在饱和区的特点
电压传输特性
uo +Uo(sat)
饱和区
O
u+– u–
–Uo(sat)
(1) 输出只有两种可能, +Uo(sat) 或–Uo(sat) 当 u+> u– 时， uo = + Uo(sat) u+< u– 时， uo = – Uo(sat) 不存在 “虚短”现象
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。
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3.1 集成运算放大器的简单介绍
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。
(2) i+= i– 0,仍存在“虚断”现象
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3.2 运算放大器在信号运算方面的运用
集成运算放大器与外部电阻、电容、半导体 器件等构成闭环电路后，能对各种模拟信号进 行比例、加法、减法、微分、积分、对数、反 对数、乘法和除法等运算。
运算放大器工作在线性区时，通常要引入深 度负反馈。所以，它的输出电压和输入电压的 关系基本决定于反馈电路和输入电路的结构和 参数，而与运算放大器本身的参数关系不大。 改变输入电路和反馈电路的结构形式，就可以 实现不同的运算。
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3.2.1 比例运算
1. 反相比例运算 动画
（2）电压放大倍数
（1）电路组成
因虚断，i+= i– = 0 ，
if RF
所以 i1 if
+ ui
i1 R1 i– – +
+
–
R2 i+
+ uo
–
i1
ui
u R1
if
u uo RF
因虚短, 所以u–=u+= 0，
称反相输入端“虚
输以出后的如另不一加端说均明为，地输(入)。、地特”点— 反相输入的重要
因要求静态时u+、 u– 对 地电阻相同，
所以平衡电阻 R2 = R1 // RF
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结论：
① Auf为负值，即 uo与 ui 极性相反。因为 ui 加 在反相输入端。
② Auf 只与外部电阻 R1、RF 有关，与运放本
R2 = 10 100 (10 +100) = 9. 1 k
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2. 同相比例运算 （1）电路组成
（2）电压放大倍数 因虚断， i+= i– = 0 ，
if RF i1 R1 u– –
+
所以i1 = if
身参数无关。 ③ | Auf | 可大于 1，也可等于 1 或小于 1 。 ④ 因u–= u+= 0 ， 所以反相输入端“虚地”。
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例：电路如下图所示，已知 R1= 10 k ，RF = 50 k 。
求：1. Auf 、R2 ；
2. 若 R1不变，要求Auf为 – 10，则RF 、 R2 应为 多少？
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3.1.3 主要参数
1. 最大输出电压 UOM 能使输出和输入保持不失真关系的最大输出电压。
2. 开环差模电压增益 Auo 运放没有接反馈电路时的差模电压放大倍数。 Auo
愈高，所构成的运算电路越稳定，运算精度也越高。
3. 输入失调电压 UIO 4. 输入失调电流 IIO 愈小愈好 5. 输入偏置电流 IIB 6. 共模输入电压范围 UICM
–+ +
uo
+Uo(sat) uo
线性区：
–UEE
理想特性
线性区
uo = Auo(u+– 非线性区：
饱和区
u+> u– 时， uo = +Uo(sat)
–Uo(sat)
u+< u– 时， uo = – Uo(sat)
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3. 理想运放工作在线性区的特点
运放所能承受的共模输入电压最大值。超出此值， 运放的共模抑制性能下降，甚至造成器件损坏。
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3.1.4 理想运算放大器及其分析依据
1. 理想运算放大器,理想化条件
+UCC
Auo ， rid ， ro 0 ， KCMRR
u–
2. 电压传输特性 uo= f (ui) u+
3.1.2 电路的简单说明
反相 输入端
u–
+UCC 输出端
u+
uo
同相 输入端
输入级 中间级 输出级 –UEE
输入级：都采用差分放大电路，输入电阻高，能减 小零点漂移和抑制干扰信号。
中间级：要求电压放大倍数高。常采用共发射极放 大电路构成。
输出级：与负载相接，要求输出电阻低，带负载能 力强，一般由互补对称电路或射极输出器构成。
RF
解：1. Auf = – RF R1
+ ui
R1
– +
+
+
uo
–
R2
–
= –50 10 = –5 R2 = R1 RF
=10 50 (10+50)
= 8.3 k
2. 因 Auf = – RF / R1 = – RF 10 = –10
故得 RF = –Auf R1 = –(–10) 10 =100 k
第3章 集成运算放大器
3.1 集成运算放大器的简单介绍 3.2 运算放大器在信号运算方面的应用 3.3 运算放大器在信号处理方面的应用 3.5 使用运算放大器应注意的几个问题
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第3章 集成运算放大器
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
3.1.1 集成运算放大器的特点
特点：高增益、高可靠性、低成本、小尺寸
Auo 高: 80dB~140dB rid 高: 105 ~ 1011 ro 低: 几十 ~ 几百 KCMR高: 70dB~130dB
集成运放的符号：
+UCC
u– 。 u+ 。
–
Auo
+
+
。uo
–UEE
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u– u+
i– –
i+ +
∞ +
因为 uo = Auo(u+– u– )
uo 所以(1) 差模输入电压约等于 0 即 u+= u– ,称“虚短”
电压传输特性
uo +Uo(sat)
(2) 输入电流约等于 0 即 i+= i– 0 ,称“虚断”
线性区
O
u+– u–
–Uo(sat)
Auo越大，运放的 线性范围越小，必
其工作于线性区。
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4. 理想运放工作在饱和区的特点
电压传输特性
uo +Uo(sat)
饱和区
O
u+– u–
–Uo(sat)
(1) 输出只有两种可能, +Uo(sat) 或–Uo(sat) 当 u+> u– 时， uo = + Uo(sat) u+< u– 时， uo = – Uo(sat) 不存在 “虚短”现象
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。
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3.1 集成运算放大器的简单介绍
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。
(2) i+= i– 0,仍存在“虚断”现象
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3.2 运算放大器在信号运算方面的运用
集成运算放大器与外部电阻、电容、半导体 器件等构成闭环电路后，能对各种模拟信号进 行比例、加法、减法、微分、积分、对数、反 对数、乘法和除法等运算。
运算放大器工作在线性区时，通常要引入深 度负反馈。所以，它的输出电压和输入电压的 关系基本决定于反馈电路和输入电路的结构和 参数，而与运算放大器本身的参数关系不大。 改变输入电路和反馈电路的结构形式，就可以 实现不同的运算。
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3.2.1 比例运算
1. 反相比例运算 动画
（2）电压放大倍数
（1）电路组成
因虚断，i+= i– = 0 ，
if RF
所以 i1 if
+ ui
i1 R1 i– – +
+
–
R2 i+
+ uo
–
i1
ui
u R1
if
u uo RF
因虚短, 所以u–=u+= 0，
称反相输入端“虚
输以出后的如另不一加端说均明为，地输(入)。、地特”点— 反相输入的重要
因要求静态时u+、 u– 对 地电阻相同，
所以平衡电阻 R2 = R1 // RF
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结论：
① Auf为负值，即 uo与 ui 极性相反。因为 ui 加 在反相输入端。
② Auf 只与外部电阻 R1、RF 有关，与运放本
R2 = 10 100 (10 +100) = 9. 1 k
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2. 同相比例运算 （1）电路组成
（2）电压放大倍数 因虚断， i+= i– = 0 ，
if RF i1 R1 u– –
+
所以i1 = if
身参数无关。 ③ | Auf | 可大于 1，也可等于 1 或小于 1 。 ④ 因u–= u+= 0 ， 所以反相输入端“虚地”。
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例：电路如下图所示，已知 R1= 10 k ，RF = 50 k 。
求：1. Auf 、R2 ；
2. 若 R1不变，要求Auf为 – 10，则RF 、 R2 应为 多少？
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3.1.3 主要参数
1. 最大输出电压 UOM 能使输出和输入保持不失真关系的最大输出电压。
2. 开环差模电压增益 Auo 运放没有接反馈电路时的差模电压放大倍数。 Auo
愈高，所构成的运算电路越稳定，运算精度也越高。
3. 输入失调电压 UIO 4. 输入失调电流 IIO 愈小愈好 5. 输入偏置电流 IIB 6. 共模输入电压范围 UICM
–+ +
uo
+Uo(sat) uo
线性区：
–UEE
理想特性
线性区
uo = Auo(u+– 非线性区：
饱和区
u+> u– 时， uo = +Uo(sat)
–Uo(sat)
u+< u– 时， uo = – Uo(sat)
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3. 理想运放工作在线性区的特点
运放所能承受的共模输入电压最大值。超出此值， 运放的共模抑制性能下降，甚至造成器件损坏。
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3.1.4 理想运算放大器及其分析依据
1. 理想运算放大器,理想化条件
+UCC
Auo ， rid ， ro 0 ， KCMRR
u–
2. 电压传输特性 uo= f (ui) u+
3.1.2 电路的简单说明
反相 输入端
u–
+UCC 输出端
u+
uo
同相 输入端
输入级 中间级 输出级 –UEE
输入级：都采用差分放大电路，输入电阻高，能减 小零点漂移和抑制干扰信号。
中间级：要求电压放大倍数高。常采用共发射极放 大电路构成。
输出级：与负载相接，要求输出电阻低，带负载能 力强，一般由互补对称电路或射极输出器构成。
RF
解：1. Auf = – RF R1
+ ui
R1
– +
+
+
uo
–
R2
–
= –50 10 = –5 R2 = R1 RF
=10 50 (10+50)
= 8.3 k
2. 因 Auf = – RF / R1 = – RF 10 = –10
故得 RF = –Auf R1 = –(–10) 10 =100 k
第3章 集成运算放大器
3.1 集成运算放大器的简单介绍 3.2 运算放大器在信号运算方面的应用 3.3 运算放大器在信号处理方面的应用 3.5 使用运算放大器应注意的几个问题
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第3章 集成运算放大器
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
3.1.1 集成运算放大器的特点
特点：高增益、高可靠性、低成本、小尺寸
Auo 高: 80dB~140dB rid 高: 105 ~ 1011 ro 低: 几十 ~ 几百 KCMR高: 70dB~130dB
集成运放的符号：
+UCC
u– 。 u+ 。
–
Auo
+
+
。uo
–UEE
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u– u+
i– –
i+ +
∞ +
因为 uo = Auo(u+– u– )
uo 所以(1) 差模输入电压约等于 0 即 u+= u– ,称“虚短”
电压传输特性
uo +Uo(sat)
(2) 输入电流约等于 0 即 i+= i– 0 ,称“虚断”
线性区
O
u+– u–
–Uo(sat)
Auo越大，运放的 线性范围越小，必