集成运算放大器PPT课件

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集成运算放大器电路-模拟电子电路-PPT精选全文完整版

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第4章 集成运算放大器电路
4―3―2差动放大器的工作原理及性能分析 基本差动放大器如图4―12所示。它由两个性能参
数完全相同的共射放大电路组成,通过两管射极连接 并经公共电阻RE将它们耦合在一起,所以也称为射极 耦合差动放大器。
I UE (UEE ) UEE 0.7
RE
RE
第4章 集成运算放大器电路
IC2
R1 R2
Ir
(4―7) (4―8)
第4章 集成运算放大器电路
可见,IC2与Ir成比例关系,其比值由R1和R2确定。 参考电流Ir现在应按下式计算:
UCC
Ir
UCC U BE1 Rr R1
UCC Rr R1
(4―9)
Ir
Rr
IC2
IB1
V1

UBE1 -
IE1
R1
IB2 +
UBE2 - R2
(4―11)
Ir
IC1
IB3
IC1
IC3
IC1 IC2,
IC3
3 1 3
IE3
IE3
IC2
IC1
1
IC2
2
若三管特性相同,则β1=β2=β3=β,求解以上各
式可得
IC3
(1 2ຫໍສະໝຸດ 222)Ir
(4―12)
第4章 集成运算放大器电路
利用交流等效电路可求出威尔逊电流源的动态内阻
Ro为
Ro 2 rce
4―2 电流源电路
电流源对提高集成运放的性能起着极为重要的作 用。一方面它为各级电路提供稳定的直流偏置电流, 另一方面可作为有源负载,提高单级放大器的增益。 下面我们从晶体管实现恒流的原理入手,介绍集成运 放中常用的电流源电路。

集成运算放大电路教学课件PPT

集成运算放大电路教学课件PPT

Rc
Rb
VO1
VO2T1
Rb
+
+
Vi1
T1
Rw
1/2TR2 w
Vi2
2Re

Re
- Ee

- Ee
IB·Rb + VBE +(1+β)IB(1/2Rw+2·Re)= Ee
IBQ=
Ee- VBE Rb +(1+β)(1/2Rw+2·Re)
VBQ=-IBQ·Rb
ICQ = β·IBQ
VCQ = EC- ICQ·RC
读图就是对电路进行分析。读图可培养综合应用的能力;进一步 熟悉已知电路;认识和学习新电路。
1、读图的步骤与方法
① 化整为零
将整个电路分成若干个部分。零 越大越好,最小值为单级电路。
② 各个击破
弄清每部分电路的结构和性能,进一步 化整为零,弄清每个元件和电路的功能。
③ 统观整体
研究各部分之间的相互关系,理 解电路如何实现所具有的功能。
提高共模抑制比的主要 途径是增加Re的值。
三、差分放大电路的四种接法
1 、四种接法
双端输入——双端输出 双端输入——单端输出
单端输入——双端输出 单端输入——单端输出
注意
◆各种接法的实际应用
◆只要输出端形式相同,双端输入的结论全部适用 于单端输入。
◆电路的输入、输出电阻
Rid = 2
·Ri
= 2〔Rb+rbe+(1+β)
AC = -
β· (RC// RL)
Rb+rbe+(1+β)(
1 2
RW
+2 Re)

第4章集成运算放大器ppt课件46页PPT

第4章集成运算放大器ppt课件46页PPT

第四章 集成运算放大器
电路结构
模拟输入信号
模拟开关 控制信号
电压跟随器
采样存储 电容
用于数据采集、模数转换、数字电路、计算机控制等。
第四章 集成运算放大器
工作原理
采样脉冲 输出电压 输入电压
① 采样状态: uG为高电平, 场效应管导通,uI对 存储电容C充电, uO= uC = uI 。 ② 保持状态: uG为低电平,场效应管截止,输出 电压保持前面采样的值不变。
u uI3uI4uO R R3 R4 RF
第四章 集成运算放大器
由于 u–≈ u+= 0,且调节R5,使R+=R-
可得 如果
uORF(u R I11u RI22u RI33u RI44)
R 1 R 2 R 3 R 4 R F R
可以实现普通的加减运算
u O (u I 1u I) 2 (u I3 u I) 4
电压增益的模为
Au
1 RF R1
1 ( ω )2 ωH
Au0 1 ( ω )2
ωH
当ω 当ω
0时, Au Au0 1
ωH时,
Au
1 2
Au0
RF
R1 电路使频率小于H
的信号通过 ,抑制大于
当ω 时, Au 0
H的信号,称为有源低
通滤波器。
第四章 集成运算放大器
第四章 集成运算放大器
集成运放能组成各种运算放大器,当输入 电压变化时,输出电压将按一定的数学规律变 化,反映输入电压的某种运算结果。这时,集 成运放工作在线性区,利用外接反馈网络实现 各种数学运算。
第四章 集成运算放大器
一、反相比例运算放大器
电路组成 平衡电阻 R2 = R1 // RF

第4章-掌握集成运算放大器ppt课件(全)全篇

第4章-掌握集成运算放大器ppt课件(全)全篇

2 B
B1 B2
☆ 输入偏置电流IB是衡量差动管输入电流绝对值大小的标志
4.1.3 集成运放大器的主要参数
1. 输入误差特性
➢ 输入失调电流IOS
定义:零输入时,两输入偏置电流IB1、IB2之差称为输入失调电流, 即IOS =|IB1IB2|。
IOS反映了输入级差动管输入电流的对称性,一般希望IOS越小越好。 普通运放的IOS约为1nA0.1A。
✓UIO = 0、IIO = 0、 UIO = IIO = 0;
✓输入偏置电流 IIB = 0; ✓- 3 dB 带宽 fH = ∞ ,等等
4.1.4 集成运放的理想化模型
2. 理想运放的工作特性
理想运放的电压传输特性如图10-5所示。它分为线性区和非线
性区。
➢线性区
当理想运放工作于线性区时,VO=Ad(VPVN), 而Ad,因此VP VN) =0、VP=VN,又由输入电阻 Rid可知,流进运放同相输入端和反相输入端的
uO
+UOP
P
理想特 性
电流IP、IN为IP = IN =0;可见,当理想运放工作于线 性区时,同相输入端与反相输入端的电位相等,流 进同相输入端和反相输入端的电流为0。 IP = IN =0就 是VP和VN两个电位点短路,但是由于没有电流, 所以称为虚短路,简称虚短;而IP = IN =0表示流过 电流IP 、 IN的电路断开了,但是实际上没有断开, 所以称为虚断路,简称虚断。
4.1.3 集成运放大器的主要参数
2. 开环差模特性参数
➢-3dB带宽
定义:输入正弦小信号时, Aod是频率的函数,随着频率的增 加而下降。当下降3dB时所对应的信号频率称为-3dB带宽。一般运 放的-3dB带宽为几Hz几kHz,宽带运放可达到几MHz。

第11章集成运算放大器精品PPT课件

第11章集成运算放大器精品PPT课件

结论:反相输入端为 “虚地”。
注意 当反相输入端接地
R1
时, 因为存在负反馈信号, 同
相输入端 不是“虚地”!ui
R2
RF 第11章 11.1
uo
RF
uo
第11章 11.1
运放工作在线性工作状态的必要条件: 运放必须加上深度负反馈,如RF。
3.理想运放非线性工作的分析依据
“虚断路”原则
ii
ii
=
ui rid
(2) “虚短路”原则
ui = u+ – u-= —Au–ouo

ui
+ uo
+
对于理想运放 Auo ui 0
u– u+ 相当于两输入端之间(虚)短路
(3) “虚地”的概念
当同相输入端接地时,
ui
R1
由“虚断路”原则 ii = 0 , 有 u+= 0
R2
由“虚短路”原则 u_ u+ = 0
第11章 目录
第11章 集成运算放大器
11.1 运算放大器的简单介绍
11.3 运算放大器在信号运算方面的应用
11.4 运算放大器在信号处理方面的应用
11. 1 运算放大器的简单介绍
集成运放概述
第11章 111
集成运放是具有高开环电压放大倍数,并带有深度负反馈的 的直接耦合放大器。
1. 电路符号
反相 输入端
= 1 + RRF1 R2R+3R3 ui2
R3
uo = u'o + u"o = 1+ RRF1RR2+3R3ui2- RRF1 ui1
第11章 11.3
u o''

第8章 集成运算放大器1PPT课件

第8章 集成运算放大器1PPT课件
集成运算放大器
第8章 集成运算放大器
8.1 零点漂移
8.2 差动放大电路
8.3 电流源电路
8.4 集成运算放大器介绍
8.5 集成运放的性能指标
8.6 集成运放应用基础
01
集成运算放大器
8.7 运算电路 8.8 有源滤波器 8.9 电压比较器 8.10 集成运放应用举例 8.11 实际使用中的一些问题
(1)不易制作大电容,均采用直接耦合。 (2)功耗小,各级的偏置电流通常较小。 (3)为了克服零漂,大量采用差动放大器 (4)不易制作高阻值电阻,采用恒流源代替。 (5)电感,大电容,高电阻采用外接方式。
04
集成运算放大器
集成运放结构图
差放
复合管CE
互补输出
电流源电路
05
集成运算放大器
8.1 零点漂移问题
02
集成运算放大器
引言
集成运算放大电路概述 集成电路(IC--integrate circuit)
集电路、元器件、系统一体化的新型电子器件。 优点: 体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、成本低。
1958年,德克萨斯公司发明第一块集成电路。
03
目前,集成度:70万个元件/毫米2芯片
集成运算放大器
集成运放的电路结构特点:
抵消。
Rc1
Rc2
c1 U0 c2
V1
V2
UCC Rb2
Rs2
Ui2
没有外界影响时: U i1 U i2 0 ,U o U c 1 U c 2 0
11
集成运算放大器
有外界影响时: 如温度变化使电路的 静态工作点改变。
Rb1 Rs1
Rc1
Rc2
c1 U0 c2

集成运算放大器PPT课件

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2021/5/8
21
2. 串联负反馈和并联负反馈 根据反 馈信号在输入端与输入信号比较形式的不 同而定义。
①串联反馈:反馈信号与输入信号串 联,即反馈信号与输入信号以电压作比较。
②并联反馈:反馈信号与输入信号并联, 即反馈信号与输入信号以电流作比较。
2021/5/8
10
F007(5G24)外引线图
+15V
反相
VCC
输入端 2 7 A o
6
3
IN
OUT
同相
41 5
IN
VEE
俯视图
2021/5/8
输入端
-15V
接线图
1
输出端
11
7.1.2 集成运放的主要参数
• 输入失调电压 UIO; • 输入失调电流 IIO; • 输入偏置电流 IIB; • 开环差模电压放大倍数 Auo; • 最大差模输入电压 Uidmax; • 最大共模输入电压 Uicmax; • 最大输出电流Iomax; • 最大输出电压 Uomax; • 差模输入电阻 rid 和输出电阻ro。
2021/5/8
8
7.1.1 集成运放的组成
输入级
中间级
输出级
偏置电路
偏置电路的作用是为上述各级电路提供 稳定和合适的偏置电流,决定各级的静 态工作点,一般由各种恒流源电路构成。
2021/5/8
9
集成运放在电路中的图形符号
表示放大器
电压放大倍数
反相输入端
u- u+
Au0
-+ +
同相输入端
输出端
uo
• 输出信号满足 uoAuo(uu) ;
• “接地”与“虚地”。
2021/5/8

集成运算放大器精品PPT课件

集成运算放大器精品PPT课件
图3.7 恒流源式差动放大电路的简化表示法
3.2 集成运算放大器
一、 集成运算放大器的基本组成和符号
集成运算放大器是一个具有高电压放大倍数的多级直 接耦合放大电路。
1.基本组成
图3.8 集成运放的基本组成部分
2.电路符号
图3.9 集成运算放大器的电路符号
二、集成运算放大器的主要性能指标
1.开环差模电压放大倍数Aud 2.输入失调电压UIO 3.输入偏置电流IIB 4.输入失调电流IIO 5.输入失调电压温漂ΔUIO/ΔT和输入失调电流温漂
图3.3 基本差动放大电路的交流通路
①差模信号和差模输入
若ui1、ui2大小相同、极性相反,即ui1= -ui2,称为差模
信号,记为uid。 其中uid=ui1-ui2
输入信号是差模信号的输入方式称差模输入。
差模输出uod=Au (ui1-ui2)=Au uid
表明差分放大电路可放大差模信号
②共模信号和共模输入
二、差动电路
1.电路结构与特点 特点: (1)由两个完全对称的共射 电路组合而成。同时要求参数 对称。 (2)电路采用正负双电源供 电。
图3.1 典型基本差动放大电路
2.工作分析
(1)静态分析
当ui1=ui2=0时,电路如图3.2所示。 ∵ IE1=IE2 ∴ UEE=UBE+2IE1Re
∴ IE1=(UEE-UBE)/2Re≈IC1
双端输入,双端输出; 单端输入,双端输出; 双端输入,单端输出; 单端输入,单端输出。
(2)性能特点比较
5、恒流源式差动放大电路 恒流源的内阻较大,可
以得到较好的共模抑制效 果,同时利用恒流源的恒 流特性给三极管提供更稳 定的静态偏置电流。如图 3.6所示。

第16章集成运算放大器精品PPT课件

第16章集成运算放大器精品PPT课件
(下)
第16章 集成运算放大器
第16章 集成运算放大器
16.1 集成运算放大器的简单介绍 16.2 运算放大器在信号运算方面的运用 16.3 运算放大器在信号处理方面的运用 16.5 使用运算放大器应注意的几个问题
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
u0
(1
RF R1
)ui
结论:
① Auf 为正值,即 uo与 ui 极性相同。∵ ui 加 在同相输入端。
② Auf只与外部电阻 R1、RF 有关,与运放本 身参数无关。
③ Auf ≥ 1 ,不能小于 1 。 ④ u- = u+ ≠ 0 ,反相输入端不存在“虚地”现象。
当 R1= 或 RF = 0 时, uo = ui , Auf = 1,
② i+= i– 0 ,仍存在“虚断”现象
16.2 运算放大器 在信号运算方面的运用
16.2.1 比 例 电 路 16.2.2 加 法 运 算 电 路 16.2.3 减 法 运 算 电 路 16.2.4 积 分 运 算 电 路 16.2.5 微 分 运 算 电 路
16.2.1 比例运算
1. 反相比例运算
(1)电路组成 if RF
+ ui
i1
R1
i–
– +
+
– R2 i+
+ u–o
(2)电压放大倍数
∵ 虚断,i+= i– = 0 ,
∴ i1 if
i1
ui
u R1
if
u u0 RF
∵ 虚短 ∴ u– = u+ = 0, 称反相输入端“虚

集成运算放大器电路PPT

集成运算放大器电路PPT

3. 集成运放的符号和电压传输特性 uO=f(uP-uN)
在线性区:
uO=Aod(uP-uN) Aod是开环差模放大倍数。
非线 性区
由于Aod高达几十万倍,所以集成运放工作在线性区时的 最大输入电压(uP-uN)的数值仅为几十~一百多微伏。
(uP-uN)的数值大于一定值时,集成运放的输出不是 +UOM , 就是-UOM,即集成运放工作在非线性区。
一、概述
集成运算放大电路,简称集成运放,是一个高性能的直接 耦合多级放大电路。因首先用于信号的运算,故而得名。
1. 集成运放的特点
(1)直接耦合方式,充分利用管子性能良好的一致性采 用差分放大电路和电流源电路。 (2)用复杂电路实现高性能的放大电路,因为电路复杂 并不增加制作工序。 (3)用有源元件替代无源元件,如用晶体管取代难于制 作的大电阻。 (4)采用复合管。
(2)多集电极管构成的多路电流源
设三个集电区的面积分别为S0、S1、S2,则
IC1 S1 ,IC2 S2 IC0 S0 IC0 S0
根据所需静态电流,来确定集电结面积。
(3)MOS管多路电流源
基准电流
MOS管的漏极 电流正比于沟道 的宽长比。
设宽长比W/L=S,且T1~T4的宽长比分别为S0、S1、

uo = ui

ui负半周,电流通路为
地→ RL → T2 → -VCC,
uo = ui
两只管子交替工作,两路电源交替供电, 双向跟随。
4. 交越失真
+ +
信号在零附近两 只管子均截止
开启
消除失真的方法:
电压
设置合适的静态工作点。
三、消除交越失真的互补输出级
• 对偏置电路的要求:有合适的Q点,且动态电 阻尽可能小,即动态信号的损失尽可能小。

集成运算放大器的运用.pptx

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度系数的热敏电阻RT,也可消除UT =kT/q引 起的温度漂移,实现温度稳定性良好的对数
运算关系。
第25页/共54页

二、反对数(指数)

指数运算是对数的逆运算,在电路结构上只要将对数运算器的电阻和
晶体管位置调换一下即可,如图7.1.16所示。
uBE
uo Rif RiC RISe UT
uBE ui
第7页/共54页
• 7.1.2
(Adder)
•1.反相输入求和电路 (Inver ting Adder)
•( 1 ) 电 路 如 图 7 . 1 . 4 所 示 。 •直 流 平 衡 电 阻 :
if Rf
R1 i1
ui1
i2 i-
ui2
-
RP R1 R2 R3 R f
R2
i+ +
+
uo
R3
(2)关系式:
图7.1.4 反相求和运算电路
因为反相端“虚地”(Virtual Ground),
i1 i2 i f
ui1 ui2 uo
R1 R2
Rf
uo
Rf R1
ui1
Rf R2
ui 2
第8页/共54页
若 R1 R2 R

uo
Rf R
(ui1 ui2 )
例1:利用集成运放实现以下求和运算关系:
反向饱和电流的影响,RT是热敏电阻,用以补偿UT引起的温度漂移。由图
可见:
uo
(1
R3 R2 RT
)u A
uA
u BE 2
uBE1
UT
ln
ic 2 IS2
UT
ln
ic1 IS1
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当 u+> u– 时, uo = + Uo(sat) u+< u– 时, uo = – Uo(sat) 不存在 “虚短”现象
(2) i+= i– 0,仍存在“虚断”现象
.
2. 集成运放的主要技术指标
(1)开环电压放大倍数Au0 其数值很高,一般约为104~107。该值反映了输出电
压U0与输入电压U+和U-之间的关系。
.
在半导体制造工艺的基础上,把整个电路中的元器件 制作在一块硅基片上,构成特定功能的电子电路,称为 集成电路(英文简称IC)。集成电路的体积很小,但性能 却很好。自1959年世界上第一块集成电路问世至今,只 不过才经历了四十来年时间,但它已深入到工农业、日 常生活及科技领域的相当多产品中。例如在导弹、卫星、 战车、舰船、飞机等军事装备中;在数控机床、仪器仪 表等工业设备中;在通信技术和计算机中;在音响、电 视、录象、洗衣机、电冰箱、空调等家用电器中都采用 了集成电路。
.
一、集成运算放大器简介
反相 输入端
u–
运放的输入级。利
用差分电路的对称
特性可提高整个电
路的共模抑制比和
电路性能。
+UCC
输出端
u+
同相 输入端
输入级
中间级 输出级
中间级的主要作用 是提高电压增益。 一般由多级放大电 路组成。
简单的集成运放电路结构
.
uo
–UEE
输出级常用电压跟 随器或互补电压跟 随器组成,以降低 输出电阻,提高带 负载能力。
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。
单列 扁平式
圆壳式
双列 直插式
单列 直插式
直插式
扁平式
常见集成电路的. 封装形式
集成运放的型号和种类很多,内部电路也各有差异,但它 们的基本组成部分相同,如下图所示:
+ 差分 ui _ 输入级
中间放大级
输出级
u0
图示为常用μA741集成运放芯片产品实物图
μA741集成运放的8个管脚排列图如下:
空脚
输出端
正电源端
调零端
8 7 65
μA741
1234
调零端
同相输入端
反相输入端
负电源端
.
+UCC
► Auo
u–

+
uo
u+
+
–UEE 运放的图形符号
标识为“-”和“+”符号的是 反相输入端和同相输入端, 它们对地电压分别用u-和u+ 表示,输出是uo。运算放大器 的开环电压放大倍数用Auo表 示,箭头代表信号从输入向 输出流动。
集成运算放大电路的电压传输特性曲线
Uo(sat),其值接近正负电
源电压。
.
Aod
二、理想集成运算放大器
+UCC
理想运算放大器是将集成 运放进行理想化,理想化的基 本条件是:
(1)开环差模电压放大倍数Aod = ∞; (2)差模输入电阻 rid = ∞; (3)输出电阻ro=0;
►∞
u–
–+
uo
u+
.
集成运放由哪几部分 组成?各部分的主要作 用是什么?
你能说明理想 运放的特点是 什么吗?
工作在线性区的理想运放 有哪两条重要结论?试说 明其概念?
.
第二节放大电路中的负反馈
将放大电路输出信号的一部分或全部通过某种电路引回到输入 端,这个反向传送过程称之为反馈。反馈分有正反馈和负反馈两 种形式:能使净输入信号增强的反馈称为正反馈;使净输入信号 削弱的反馈称为负反馈。放大电路中普遍采用的形式是负反馈。
集成电路的技术发展将直接促进整机的小型化、高性 能化、多功能化和高可靠性。毫不夸张地说,集成电路 是工业的“食粮”和“原油”。
.
第一节 集成运算放大器
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
运放的输入级。利 用差分电路的对称 特性可提高整个电 路的共模抑制比和 电路性能。
中间级的主要作用 是提高电压增益。 一般由多级放大电 路组成。
输出级常用电压跟 随器或互补电压跟 随器组成,以降低 输出电阻,提高带 负载能力。
集成运放内部主要有上述三个部分,其外部还常接有偏 置电路,以便向各级提供合适的工作电流。
(2)差模输入电阻ri 运放的差动输入电阻很高,一般在几十千欧至几十兆欧。
(3)闭环输出电阻r0 由于运放总是工作在深度负反馈条件下,因此其闭环输
出电阻很低,约在几十欧至几百欧之间。
(4)最大共模输入电压Uicmax 指运放两个输入端能承受的最大共模信号电压。超出这
个电压时,运放的输入级将不能正常工作或共模抑制比下降 ,甚至造成器件损坏。
+
–UEE
理想运算放大器符号
uo
+Uo(sat)
线性区
饱和区
(4)共模抑制比Kcm为∞。
O
u+– u–
–Uo(sat)
理.想集成运算放大电路的电压传输特性曲线
μA741接线图
U-


U0
U+

7+12V
反相输入端 2 同相输入端 3
∞ -
+ +
6
输出端子
管脚1和5分别与调零电位 器的两个固定端相连
两点等电位相当于短路。理想运放的两个输入端并没有 真正短接,但却具有短接的现象称为“虚短”。
又由于理想运放的差模输入电阻ri=∞,所以可近似地认 为两个输入端均无电流流入。这种现象称为“虚断”。
“虚短”和“虚断”是运放工作在线性区的两个重要
结论。
.
理想运放工作在饱和区的特点: (1) 输出只有两种可能, +Uo(sat) 或–Uo(sat)
第九章 集成运算放大器
第一节 集成运算放大器 第二节 放大电路中的负反馈 第三节 基本运算电路 第四节 集成运放用于信号处理 第五节 直流稳压电源
.
本章要求:
1. 理解集成运算放大器的结构和特点; 2. 理解放大电路中的负反馈以及负反馈对放大电路
性能的影响; 3. 了解基本运算电路的结构和特点; 4. 了解集成运算放大器在信号处理中的运用; 5. 理解稳压电源的结构,了解三端稳压电路的应用。
.
线性区就是曲线中的 斜线部分,斜率是集成运 算放大电路的开环差模电
+Uo(sat) uo
理想特性
线性区
压放大倍数Aod,即; 饱 和区是曲线中的水平直线 部分,当集成运算放大电 路工作在非线性区时,输
实际特性
饱和区
O u+– u– –Uo(sat)
出电压只能是正饱和值
+Uo(sat)和负饱和值-
54 1
调零电位器的可调 端与管脚4相连
调零电位器
-12V
.
集成运放工作在线性区的特点
由 U 0A u(0 U U )可知,理想运放工作在线性区时,输
出电压U0与输入电压Ui之间是线性放大关系。
因Au0=∞,所以可导出
U
U
U0 Au0
0
运放工作在线性区差模输入电压等于零,说明U U 即理想运放的两个输入端电位相等。
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