【精品】模电课件dzxlx06

vI VREF
+
A
vO
集成运放基本应用电路
反相放大器
类型：电压并联负反馈 因 v v 则 v 0 反相输入端“虚地”。 因 i 0 则 i1 if 由图
i1 vs+ R1 if Rf
+
A
vo
vs v vs i1 R1 R1
v vo vo if Rf Rf
+
A
vo
则
v o v o1 v o 2
Rf vs1 R1
积分和微分电路
有源积分器
vs d( v o ) C R dt
R
C
则
1 vo RC
vs+ -
-
+
A
vo
v dt
0 s
t
有源微分器
vo dvs C R dt
整理得
dvs vo RC dt
C
R
因
v v
vo v vs
Avf 1 Ri
Ro 0

由图得 由于
-
+ vs -
+
A
vo
所以，同相跟随器性能优于射随器。
6.1.2 运算电路
加、减运算电路 反相加法器
因 v v 因 则
i1 R1 if Rf
v 0
vs1+
-
i2
R2
i 0 则 i1 i 2 if 即
工作原理： vI = 0 时 vO = 0 D1 、D2 vO = 0 vI > 0 时 vO < 0 D1 、D2 vO = 0 R1 vI vI < 0 时 vO > 0 D1、D2 vO = -(R2 / R1)vI vI 传输特性 输入正弦波 vO vO
vs1 vs2 Z1
Zf
i
+
A
vo
Z1 或 Zf 采用线性器件(R、C)，则可构成加、减、积分、 微分等运算电路。 Z1 或 Zf 采用非线性器件(如三极管)，则可构成对数、反 对数、乘法、除法等运算电路。
非线性应用电路
组成特点：运放开环工作。 由于开环工作时运放增益很大，因此较小的输入电压， 即可使运放输出进入非线性区工作。例如电压比较器。
i i 0
O
Vsat
v v
（2）
（3）
理想运放工作在非线性区时的电路特点为不引入反 馈或引入正反馈。
根据集成运放自身所处的工作状态，运放应用电路分： 线性应用电路和非线性应用电路两大类。
线性应用电路
组成：集成运放外加深度负反馈。
因负反馈作用，使运放小信 号工作，故运放处于线性状态。
第6章
集成运算放大器及其应用电路
6.1 集成运放应用电路的组成原理
6.2 集成运放性能参数及对应用电路的影响
*6.3 高精度和高速宽带集成运放 6.4 集成电压比较器
6.1 集成运放应用电路的组成原理
1. 集成运放理想化条件
理想运放：
Avd
Rid
Rod 0
K CMR
BW
虚短路不能理解为两输入端短接，只是 (v– v+) 的值 小到了可以忽略不计的程度。实际上，运放正是利用这 个极其微小的差值进行电压放大的。
i 0
相当于运放两输入端“虚断路”。
同样，虚断路不能理解为输入端开路，只是输入电流 小到了可以忽略不计的程度。 实际运放低频工作时特性接近理想化，因此可利用 “虚短、虚断”运算法则分析运放应用电路。
-R2 / R1 D2
R2 D1
+
RL
vo
vo
-A +
-
t
vI
输出半波 - R2 vI R1
t
精密转折点电路
理想运放的工作在线性区时电路的特点为一定引入
负反馈。 虚短、虚地是运放工作在线性区时的分析依据。 如果信号从反向端输入，同相端接地 u 0, 由虚 短 u 0 ，反相端近于“地”电位，即虚地。 运算电路中的运放的工作在线性区。
2） 非线性区
（1）
vo
Vsat
v v vo Vsat v v vo Vsat
vs 0 v i1 R1 R1
if
v vo vs vo Rf Rf
输出电压表达式：
因 i 0
Rf Rf vo (1 )vs (1 )v R1 R1
输入电阻 Ri
因深度电压负反馈
输出电阻
Ro 0
同相跟随器
R1 , R f 0 时的同相放大器
失调和漂移0
2、理想运放的两个工作区
vo
Vsat
1） 线性区
vo Avd (v v )
差模电压增益 Avd →∞
O
Vsat
v v
vo 为有限值
vo v v 0 Avd
i0
（虚断）
v v
（虚短）
差模输入电阻 Rid →∞；
说明：
v v
相当于运放两输入端“虚短路”。
vs+ -
-
+
A
vo
波形变换
输入方波 积分输出三角波
1 vo RC
O
vs t vo vo
O
O
t
t

0
v s dt
t
微分输出尖脉冲
vo RC dvs dt
6.1.3 精密整流电路
利用集成运放高差模增益与二极管单向导电特性，构成 对微小幅值电压进行整流的电路。
精密半波整流电路
Rf R3 R1 vs1+ R2
+
A
vo
+ vs2 Rf
减法器
令 vs2 = 0， 令 vs1 = 0，
Rf vo1 vs1 R1
Rf R3 vs2 vo2 (1 ) R1 R2 R3
R R v (1 f ) 3 s2 R1 R2 R3
vs1 vs2
R1
R2 R3
输出电压表达式：
因 v 0
Rf vo vs R1
输入电阻 Ri R1
因深度电压负反馈
输出电阻 Ro 0
同相放大器
类型：电压串联负反馈 因 v v 因 i 0 由图 则 v vs 则 i1 if
i1
if
Rf
注：同相放大器不存在“虚地”。
R1
+
A
vo
+ vs -
vs2+ -
+
A
vo
vs1 vs2 vo R1 R2 Rf
Rf Rf vo vs1 vs2 R1 R2
整理得
同相加法器
利用叠加原理： Rv Rv v 2 s1 1 s 2 R1 R2 R1 R2 则 vo (1 Rf )v R3 Rv Rv R (1 f )( 2 s1 1 s 2 ) R3 R1 R2 R1 R2