12春 电子 第16章 集成运算放大器

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第16章集成运算放大器试题及答案

第16章集成运算放大器试题及答案

题目编号:14254 知识点:16集成运算放大器题型:单项选择题难度:中集成运算放大器是( ) 。

A.直接耦合多级放大器B.阻容耦合多级放大器C. 变压器耦合多级放大器【答案】A======================================================================题目编号:14255 知识点:16集成运算放大器题型:单项选择题难度:中集成运放级间耦合方式是( ) 。

A.变压器耦合B. 直接耦合C.阻容耦合【答案】B======================================================================题目编号:14256 知识点:16集成运算放大器题型:单项选择题难度:中集成运算放大器对输入级的主要要求是()。

A.尽可能高的电压放大倍数B.尽可能大的带负载能力C.尽可能高的输入电阻,尽可能小的零点漂移【答案】C======================================================================题目编号:14257 知识点:16集成运算放大器题型:单项选择题难度:中集成运算放大器输出级的主要特点是()。

A.输出电阻低,带负载能力强B.能完成抑制零点漂移C.电压放大倍数非常高【答案】A======================================================================题目编号:14258 知识点:16集成运算放大器题型:单项选择题难度:中集成运算放大器中间级的主要特点是()。

A.足够高的电压放大倍数B.足够大的带负载能力C.足够小的输入电阻【答案】A======================================================================题目编号:14259 知识点:16集成运算放大器题型:单项选择题难度:中运算放大器接成图示电路后,其输入输出方式为()。

电子技术16章集成运算放大器

电子技术16章集成运算放大器

运放的输入级通常采用差分放 大电路,其输入阻抗非常高, 可以等效为无穷大。这样,信 号源内阻对信号的影响很小, 有利于减小误差和提高电路的 稳定性。
运放内部电路设计经过优化, 具有较低的噪声和失真,能够 实现高保真度的信号放大。
在一定的输入范围内,运放的 输出信号与输入信号呈线性关 系,使得运放成为线性模拟电 路的基本元件之一。
电流传输特性
差分放大电路的电流传输特性是 指输出电流与输入电流之间的关 系,通常用短路电流增益来表示 。
集成运算放大器的传输特性
开环传输特性
集成运算放大器的开环传输特性是指 在没有负反馈的情况下,输出信号与 输入信号之间的关系。
闭环传输特性
集成运算放大器的闭环传输特性是指 存在负反馈的情况下,输出信号与输 入信号之间的关系。
详细描述
开环电压增益反映了集成运算放大器对微弱信号的放大能力,其值越大,表示放大器的放大能力越强。在实际应 用中,集成运算放大器的开环电压增益通常在100分贝以上。
输入电阻和输出电阻
总结词
输入电阻和输出电阻是衡量集成运算放大器对信号的传输能力和负载驱动能力的指标。
详细描述
输入电阻表示集成运算放大器对信号源的负载能力,其值越大,对信号源的影响越小。输出电阻表示 集成运算放大器带负载的能力,其值越小,带负载能力越强。在实际应用中,输入电阻通常在兆欧级 别,而输出电阻在几百千欧左右。
输出信号失真
总结词
输出信号失真可能是由于输入信号失真、反馈电路参数不匹配或电路元件参数不匹配等 原因引起的。
详细描述
当输出信号失真时,应检查输入信号是否失真,同时调整反馈电路的参数使其与电路元 件匹配,以确保输出信号的保真度。
集成运算放大器发热严重

16章 题库——集成运放

16章 题库——集成运放

8、_____运算电路可将方波电压转换成三角波电压。 A、微分 B、积分 C、乘法 D、除法
3
9、集成运算放大器能处理_________。 A、直流信号 B、交流信号 C、交流信号和直流信号。
10、 为使电路输入电阻高、输出电阻低,应引入________。 A、电压串联负反馈 C、电流串联负反馈 B、电压并联负反馈 D、电流并联负反馈
R1 Ui UR R2
+
+
R3 Uo DZ
图 16-1-11 12、某运算放大电路如图 16-1-12 所示,已知输入电压 Ui=2V,则输出电压
Uo=_______,Uo1=_______。
9KΩ 3KΩ Ui R 5KΩ 10KΩ + Uo1 3.3KΩ + Uo +
+
图 16-1-12 13、若要集成运放工作在线性区,则必须在电路中引入 _____反馈;若要集成运放工 作在非线性区,则必须在电路中引入_____反馈或者_______。 14、集成运放工作在线性区的特点是________等于零和________等于零;工作在非 线性区的特点:一是输出电压只具有__________________状态和净输入电流等于 ________。 15、理想运算放大器具有“虚短”和“虚断”两个重要结论,理想运算放大器适用 “虚短” 结论的前提是其必需工作于 区(填“线性”或“非线性)。
16、 集成运放一般分为两个工作区,它们分别是_________。 A、正反馈与负反馈 17、现有电路: A、反相比例运算电路 D、微分运算电路 B、同相比例运算电路 C、积分运算电路 E、加法运算电路 F、减法运算电路 B、线性与非线性 C、虚断和虚短
(1)欲将正弦波电压移相+90°,应选用_______。 (2)欲将正弦波电压叠加上一个直流量,应选用_______。 (3)欲实现 Au=-100 的放大电路,应选用______。

16集成运算放大器

16集成运算放大器

IIB=(IB1+IB2)/2
输入信号为零时,两个输入端的静态基极电流 的平均值。 愈小愈好。 6. 差模输入电阻rid
rid= Uid /△Ii
7. 共模抑制比
Ad AC
K CMR
K CMR (dB) 20lg
Ad AC
( 分贝 )
KCMR越大,说明差放分辨 差模信号的能力越强,而抑制 共模信号的能力越强。 8. 最大共模输入电压UICM 是指运放输入级正常工作时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(更准确的说,应该是不能正 常放大)。
二、集成电路的分类
大类分: 模拟集成电路 数字集成电路
模拟集成电路: 集成运算放大器, 集成功放, 集成稳压电源, 集成模数A/D转换, 数模D/A转换及各种专用的模拟集成电路。 数字集成电路: 门电路,触发器,计数器,存贮器,微处理器等电路。 而集成运放只是集成电路中的一种,但却是应用最 为广泛的一种。由于最初用于作运算用,所以称为集成 运算放大器,而现在的功能已经远远超过了当时的功能,
从而得到了广泛的应用。
三、集成电路的特点:
1、制造容量大于2000PF的电容元件很困难, 如需大电容必须外接,所以集成运放都采用直接 耦合放大电路。 2、制造太大和太小的电阻不经济,占用硅 面积大。一般R的范围为100Ω ~30KΩ ,大电阻 用恒流源代替。 3、集成工艺是做的元件愈单纯愈好做。 4、元件的精度低,但对称性好,温度特性好。
17.1.4 理想运算放大器及其分析依据 u– 1. 理想运算放大器 2. 电压传输特性 uo= f (ui) u+ 3. 理想运放工作 在线性区的两个特点
– +

《集成运算放大电路》PPT课件_OK

《集成运算放大电路》PPT课件_OK

4
u+
输入级
u-
中间级
输出级
uO
偏置电路
偏置电路:为各级放大电路设置合适的静态工作点。
输入级:前置级,多采用差分放大电路。要求ri大,Ad大, Ac
小,输入端耐压高。 中间级:主放大级,多采用共射放大电路。要求有足够的放大 能力。
输出级:功率级,多采用互补输出级。要求ro小,可直接带负
载。
5
2. 集成运放的外形和管脚
11
三、 理想集成运放及分析依据
Au
1、理想运放:
rid ro 0
KCMRR
2、理想运放的
uo
传输特性 uo=f(ui) +Uom
理想运放 有无线性 区?
ui = u+ - u-
-Uom
12
3、理想运放的分析依据
1)
i- = i+ =0
“虚断”
因为: ri d =
u- i-- u+ i+ +
线性Байду номын сангаас:
uo Auo (u u )
uo
uoM
uo Aod (u u )
ui u u
非线性区:
uo uoM
uoM
非线性区:
uo uoM
8
在线性区:
uO=Auo(u+-u-) Auo是开环差模放大倍数。
由于Auo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(u+-u-)的数值仅为几十~一百多微伏。
20
第16章要求
1、熟悉集成运放的组成及各部分的作用。 2、正确理解主要指标参数的物理意义及其使
用注意事项。 3、了解运放的类型及选择

CH16 集成运算放大电路

CH16 集成运算放大电路
输入级 中间级 输出级
偏置电路
互补对称电路。 共射放大电路。 由差放构成。可减小零点漂移和抑制 由恒流源电路构成。 输出级主要提高带负载能力,给出 干扰。输入阻抗 ri尽可能大。 确定运放各级的静态工作点。 中间级应有足够大的电压放大倍数 足够的输出电流io ,输出阻抗 ro小。
集成运放的基本结构
运放的特点: ri 高:几十k 几百k KCMRR很大 ro 小:几十 ~ 几百 A o 很大:104以上~ 107 理想运放: ri
KCMRR
ro 0 Ao u- - + u+ +
运放符号:
u- - + u+ +
A0
uo
uo
4. 运放的传输特性
uo f (ui )
线性区很 窄,所以 运放在线 性区工作, 通常引入 深度电压 负反馈
uo Auo(u u ) u o +U
O(sat)
u u
-UO(sat)
饱和区
线性区
饱和区
线性区

5. 理想运放的分析方法
uo Auo(u u )
反馈
⑴ 特点: 运放外加深度负反馈
① 差模输入电阻
u- - + u+ +
RF


请思考:如何选择电阻,能得出如下结论
uo RF R1
ui2
ui1
uo ui2 ui1
差动输入方式下的电压放大倍数
u u ui
i1 if u R1
i1 if
ui R1 ui uo RF
ui
u uo RF
当R1=∞或RF=0时,Auf =1
——电压跟随器 请思考:当 R1

集成运算放大器的组成及各组分功能叙述

集成运算放大器的组成及各组分功能叙述

集成运算放大器的组成及各组分功能叙述集成运算放大器(Integrated Operational Amplifier,简称OP-AMP)是一种高增益、差分输入、单端输出的电子放大器。

它由多个晶体管、电阻、电容等元件组成,通过集成电路技术将这些元件集成在一块芯片上。

集成运算放大器广泛应用于模拟电路中,具有放大、滤波、积分、微分等功能。

集成运算放大器的组成主要包括差分输入级、差动放大级、输出级和电源级等组分。

差分输入级是集成运算放大器的第一级,它由两个晶体管组成。

其中一个晶体管的基极接收输入信号,另一个晶体管的基极接收反向输入信号。

差分输入级的主要功能是将输入信号转换为差分信号,以便后续的差动放大。

差动放大级是集成运算放大器的核心部分,它由多个晶体管组成。

差动放大级的输入端接收差分信号,经过放大后输出到输出级。

差动放大级的主要功能是放大差分信号,同时具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的特点。

输出级是集成运算放大器的最后一级,它由一个晶体管和一个负反馈电阻组成。

输出级的输入端接收差动放大级的输出信号,经过放大后输出到外部负载。

输出级的主要功能是将差动放大级的输出信号放大到足够的幅度,以驱动外部负载。

电源级是集成运算放大器的电源部分,它由多个晶体管和电阻组成。

电源级的主要功能是为差动放大级和输出级提供稳定的工作电压,以保证集成运算放大器的正常工作。

除了以上主要组分外,集成运算放大器还包括偏置电流源、偏置电压源、补偿电容等辅助组分。

偏置电流源用于提供差动放大级的偏置电流,以保证差动放大级的工作点稳定。

偏置电压源用于提供差动放大级的偏置电压,以保证差动放大级的工作在线性区。

补偿电容用于提供频率补偿,以保证集成运算放大器在高频时具有稳定的增益。

集成运算放大器的各组分功能可以总结如下:1. 差分输入级:将输入信号转换为差分信号。

2. 差动放大级:放大差分信号,并具有高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的特点。

3. 输出级:将差动放大级的输出信号放大到足够的幅度,以驱动外部负载。

电工学 第六版 秦曾煌 课后习题答案 16

电工学 第六版 秦曾煌 课后习题答案 16

第16.2.22题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
第16.2.25题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
第16.3节 运算放大器在信号处理方面的应用 . . . . . . . . . . . . . . . 13
uo由0上升到10V 所需时间为
t
=
uo 10
=
10 10
s
=
1s
16.2.18
按下列运算关系式画出运算电路,并计算各电阻值: (4)uo = 0.5ui;(5)uo = 2ui2 − ui1。已知RF = 10kΩ。 [解]
(4) 电路如图10所示
uo
=

R1 R1
uo1
=

R1 R1
(−
RF R1
图 9: 习题16.2.17图
由A1可得
uo1 =
1
+
RF R1
R2
R3 +
R3
ui2

RF R1
ui1
=
RF R1
(ui2 − ui1) =
20 10
(1

1.1)V
= −0.2V
由A2可得
uo
=

1 R4CF
uo1dt
=

uo1 R4CF
t
=
20
×
0.2 103 × 1
×
10−6
t
V
=
10t V
16.2.20
在教材图16.2.9所示的积分运算电路中,如果R1 = 50kΩ,CF = 1µF ,ui如 图12(a)所示,试画出输出电压uo的波形。 [解]

电工学:第16章 集成运算放大器

电工学:第16章 集成运算放大器
第三代产品的输入级采用了超管, 值高达1000~5000倍,而且版图设计 考虑了热效应的影响,从而减小了失调电压、失调电流及它们的温漂,增大了 共模抑制比和输入电阻。典型产品有AD508、MC1556、国产的F1556、F030等
第四代产品采用了斩波稳零和动态稳零技术,使各性能指标参数更加理 想化,一般情况下不需要调零就能正常工作,大大提高了精度。典型产品有 HA2900、SN62088、国产的5G7650等。
第一代产品基本沿用了分立元件放大电路的设计思想,采用了集成数字电 路的制造工艺,利用少量横向PNP管,构成以电流源做偏置电路的三级直接耦合 放大电路。但是,它各方面性能都远远优于分立元件电路,满足了一般应用的 要求。典型产品有A709、国产的F003、5G23等。
第二代产品普遍采用了有源负载,简化了电路的设计,并使开环增益有 了明显的提高,各方面性能指标比较均衡,因此属于通用型运放,应用非常 广泛。典型的产品有A741、LM324、国产的F007、F324、5G24等。
由于实际运算放大器的技术指标接近理想化条件, 用理想运算放大器分析电路可使问题大大简化, 为此,后 面对运算放大器的分析都是按其理想化条件进行的。
27
2. 电压传输特性 uo= f (u+- u-)
+Uo(sat) uo
理想特性
线性区
u–
u+– u– u+
O
实际特性
饱和区
–+
uo
+
–Uo(sat) 线性区: uo = Auo(u+– u–)
uO
对地电位
偏置电路:为各级放大电路设置合适的静态工作点。
输入级:前置级,多采用带恒流源的差分放大电路。 要求ri大,Ad大, Ac小,输入端耐压高。

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

电工学课件集成运算放大器

电工学课件集成运算放大器

理想特性 +Uo(sat) o -Uo(sat) 运算放大器的传输特性 实际特性
u+ - u-
从运放的输入特性看,可分 为线性区和饱和区,运放在不同 +Uo(sat) 区工作时的分析方法不同: 线性区: 线性区: uo=Auo(u+-u-)
o
实际特性 饱和区
分 析 依 据
两输入端的输 入电流为零。 。
uo RF Auf = = − ui R1
2、同相输入
if Rf i1 R1
+
u− ≈ u+ = ui 及 if ≈ i1
u− ui 有 i1 = − = − R1 R1 u− − uo ui − uo if = = RF RF


+
ui
R2
uo
RF uo = (1+ )ui R1
uo RF Auf = =1+ ui R1
16.1 集成运算放大器的简单介绍
集成电路: 集成电路: SSI、MSI、LSI、 集 成 度:SSI、MSI、LSI、 ASI) VLSI (ASI) 导电类型:双极型、 导电类型:双极型、单极型 兼容型 信号类型:数字、模拟、 信号类型:数字、模拟、混合 体积小、重量轻、功耗低、 优 点:体积小、重量轻、功耗低、可靠性高
4、输入失调电流Ii—当输入信号为零时,两个输入 输入失调电流I 端的静态基极电流之差。其值愈小愈好。一般在零 点零几微安级。 输入偏置电流I 5、输入偏置电流IiB—当输入信号为零时,两个输 入端的静态基极电流的平均值,其值愈小愈好。一 般在零点几微安级。 6、最大共模输入电压UiCM —运放对共模信号具有抑 最大共模输入电压U 制的性能,但这个性能是在规定的共模电压范围内 才具备。如超出这个电压,运放的共模抑制能力就 大为下降,甚至造成器件损坏。

第16章集成运算放大器及其应用PPT课件

第16章集成运算放大器及其应用PPT课件
T3
– T2
T4
T9 T12
反相 输入 C
R5
T13
R7 T18
R8
T7
T5
T6 T10
R1
R3 R2
R4
T16 T16
T11
T19
R11
R12
+VCC
T14
T15
输出
R9
u R10
O
T20
-VEE
2. 集成运放 741的电路原理图
5
3. 集成运算放大器的符号
第16章 16
信号传 输方向
反相
u 输入端 – ui
u 同相
输入端 +
理实想际运放开环 电压放大倍数
A
输出端
uo
6
16.1.4 理想运算放大器及其分析依据
1. 运算放大器的电压传输特性
uo= f ( ui ) , 其中 ui = u+ – u– ui
uO
uO
+
– + uo
UOM
UOM
–Uim 0 Uim
ui
0
ui
–UOM 实际运放
–UOM
理想运放
7
+
i1
RRF2
i2 + RRF3
)
i3
16
2. 同相加法运算电路
RF
R1
ui1 ui2 ui3
R21 R22 R23

uo
u u u u O
=
1+
RRF1 R
i1
R21
+
i2
R22
+
i3
R23

电力电子技术---集成运算放大器

电力电子技术---集成运算放大器
(16-7)
u u , “虚短”。 当u+<u-时,uo=-Uo(sat);
u+ u–
Ii
_
+
uo
•虚短路
u u
+
运放线 性应用

•虚断路 I i 0
•放大倍数与负载无关,
可以分开分析。
信号的放大、运算
有源滤波电路
(16-8)
§ 2 运算放大器在信号运算方面的应用
1、比例运算 (1)反相输入

u - uo RF u i2
R1
u+ = R3
R1 R2 ui2
­ +
∞ ­
R2 +R3
+
+
根据
ui1
­
+
u u
R
R3
uo =( u1+ o
­
RF
u i2 - F u i1 ) R R1 R2 +R3
1
R3
当R1=R2和RF=R3时, u o= uo = u
i2
RF
当RF=R1时,
- u
要求愈小愈好 (5)输入偏置电流IIB 要求愈小愈好
(6)共模输入电压范围U ICM
(16-5)
四、理想运放及其分析依据
运放符号
理想运放: rid KCMRR
u- u+
-+



uo
ro 0 Auo
国内符号
u- - u+ +
国际符号
uo
(16-6)
• 工作在线性区
(1)由于rid ∞,
(16-9)

16集成运算放大器(1)

16集成运算放大器(1)

8. 共模抑制比 KCMR :
KCMR=20lg(Avd / Avc ) (dB)
其典型值在80dB以上,性能好的高达180dB。
16.1.4 理想运算放大器及其分析依据
运放的特点 运放符号:
理想运放: Auo rid ro 0 KCMRR
国际符号:
uu+
- +
uo
uo 此电路如果以 u+ 为输入 ,则
输出为:
的关系如何?
ui1
ui2
R21 R22
+
流入运放输入端的电流为0(虚开路)
R R R F 2 2 2 1 u ( 1 ) ( u u ) o i 1 i 2 RR R R R 1 2 1 2 2 2 1 2 2
注意:同相求和电路的各输入信号的放大倍数互相影响,不能 单独调整。

同相输入端
国内符号:
uV +
V u_
+
反相输入端
_
A
+
V
uo
输出端
运放的电压传输特性:
设:电源电压±VCC=±10V。 运放的Auo=104
u oo u
+10V +10V
理想特性 实际特性
+U +Uom om
ui
V
+ -
A

+
uo
V
-1mV 0 0
+1mV
u ii u
│Ui│≤1mV时,运放处于线性区。
3. 集成运放输入与输出的相位关系
4.F007(5G24)外引线图
+15V
VCC
IN
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16.2.1 比例运算
1. 反相输入
闭环电压放大倍数 因虚断,i+= i– 0, 所以u+= 0 ,ii= if 。
if + ui – ii R1 i– R2 i+
RF – + +

+ uo –
ui u ii R1
u uo if RF
ui u u uo R1 RF
RF R1 u– R2 – + u+ +

+ uo –
RF R2 R1 R2 – + + – + +

uo
uo
例16.2.2 计算图中uo的大小。 解: 右图是一电压跟随器,电 源经两个电阻分压后加在电压 跟随器的同相输入端。
7.5k +15V 15k 15k – + + + RL uo –
ui > UR 时,uo = + Uo(sat) ,红色发光二极管R导通点亮。
16.5 使用运算放大器应注意的几个问题
自学
本章重点 1、掌握运算放大器的分析方法,会计 算两级运算放大器组成的电路。 2、会计算电压比较器输入电压与输出 电压的关系。
传输特性 运放处于开环状态。 当 ui < UR 时,uo= +Uo(sat); 当 u+> u– 时,uo= +Uo(sat); ui > UR 时,uo= –Uo(sat)。 u+< u– 时,uo= –Uo(sat)。 可见,在 ui =UR 处输出电压 uo 发生跃变。
例:已知ui画出uo的波形。 R1 – + R2 + + + + ui uo UR – – –
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应用 16.3 运算放大器在信号处理方面的应用 16.5 使用运算放大器应注意的几个问题 理解 掌握 探究 了解
第 16 章 集成运算放大器
本章要求
1. 了解集成运算放大器的基本组成及主要参数的意义。 2. 理解运算放大器理想化的条件,理解运算放大器的电压传输 特性,并掌握其分析方法。 3. 理解用运算放大器组成的比例、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。
因虚短,所以u+= u–, u– 0,称反相输入端“虚地”。 uo ui uo RF Auf R1 RF ui R1
Auf为负值,即 uo与 ui 极性相反。因为 ui 加在反相输入端。 Auf 只与外部电阻 R1、RF 有关,与运放本身参数无关。
RF
因要求静态时u+ ,u–对 地电阻相同,所以平衡电阻 R2 = R1 // RF。
16.1.4 理想运算放大器及其分析依据
1. 理想化的主要条件 uo i+ Auo , rid , u+ ro 0 , KCMRR 。 图形符号 2. 理想运算放大器的分析方法 uo 理想特性 (1) 线性区: uo = Auo(u+– u–) ① rid ,i+= i– 0,称“虚断” 。 +Uo(sat) 实际特性 ② Auo ,u+ u– ,称“虚短”; O u+ – u– u+ = 0,u– 0,称为“虚地”。 (2)饱和区: –Uo(sat) 输出只有两种可能,+ Uo(sat)或–Uo(sat) u+> u– 时, uo = + Uo(sat) 传输特性 uo= f (ui) u+< u– 时, uo = – Uo(sat) ①存在“虚断”现象;②不存在 “虚短”现象。
+ ui –
R1 i– R2 i+
– + +

+ uo –
RF R1 i– R2 i+ – + +

2. 同相输入 闭环电压放大倍数 因虚断,所以u+= ui; R1 u uo + R1 RF ui 因虚短,所以u– = u+= ui i R1 uo RF Auf 1 ui ui R1 Auf为正值,即 uo与 ui 极性相同。 因为 ui 加在同相输入端。 当R1 = 或 RF = 0 时, uo= ui , Auf=1,称电压跟随器。 ui
16.2 运算放大器在信号运算方面的应用
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。
16.1 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。
16.1.2 电路的简单说明
输入端 输入级 中间级 输出级 输出端
8
7
6
5
F007
1 2 3 4
偏置电路 运算放大器的方框图 输入级:输入电阻高,能抑制零点 漂移和共模干扰信号的能力强,都采用 差分放大电路 。 中间级:要求电压放大倍数高。常由 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,一般由互补功率放大 电路或射极输出器构成。
ui UR O
t1 t2
t
+Uo(sat) uo UR O –Uo(sat)
传输特性
+Uo(sat) ui
uo
O –Uo(sat)
t
输入信号接在反相输入端 R1 – + R2 + + + + ui uo UR – – – 输入信号接在同相输入端 R1 – + R2 + + + + UR uo ui – – – 当 ui < UR 时,uo= – Uo(sat); ui > UR 时,uo= +Uo(sat)。
if RF + ii R1 R2 R3 – + +

ui1 + ui2 – –
+ uo –
例16.2.6 下图是运算放大器的串级应用,试求输出电压 uo。 RF 解: A1是电压跟随 器,因此uo1 = ui1 。 R1 – – A2是差分运算电路,因此 A1+ u o1 R ui1 A2+ u + 2 o uo1 ui 2 ui 2 uo + 方法1: R1 RF ui2
集成运放的外形图 +UCC u– u+ Auo – + +
uo
–UEE 集成运放的符号
16.1.3 主要参数
1. 最大输出电压 UOPP 能使输出和输入保持不失真关系的最大输出电压。 2. 开环电压放大倍数 Auo 运放没有外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。一般为104 107 。
(2) uo = 2105 (– 5 – 10) 10–6 V= – 3V (3) uo = –13 V (4) uo = 13V
练习与思考: P96 16.1.1 什么是理想运算放大器?理想运算放大器工作在线性区 和饱和区时各有何特点?分析方法有何不同? 16.1.2 在例16.1.1中,若将反相输入端接“地”,即u– = 0V, 而在同相输入端输入正弦电压ui = u+ = 5sint mV。试画出uo的 ui /mV 波形。 – 5 uo 2 + + ui 0 t –5 uo 13 V 65μV u u 5 Auo 2 10 uo/V 13 运放工作在开环状态, 2 ui > 65V0时,uo = +Uo(sat) =13V 0 t ui < – 65V0时,uo = – Uo(sat) = – 13V –13
16.3 运算放大器在信号处理方面的应用
(Voltage Comparator) 作用是用来比较输入电压 +Uo(sat) uo 和参考电压(reference voltage)。 + ui – + UR – R1 R2 – + +

16.3.3 电压比较器
+ uo –
UR O –Uo(sat) ui
ui1 ui2
ii1 R11 ii2 R12 R2 R11 R12 R2 R11
if
RF – + +

+ uo –
ui1
RF – + +

+ uo' –
RF – + +

ui2
R12 R2
+ uo" –
16.2.3 减法运算
两个输入端都有信号输入, 则为差分输入。 R3 ui 2 由虚断可得 u R2 R3 ii = if ui1 u u uo RF R1 因虚短,u– u+, R3 RF RF ) uo (1 ui 2 ui1 R1 R2 R3 R1 当 R1 = R2 = R3 = RF 时,uo = ui2 – ui1 输出电压与两个输入电压的差值成正比。
第 16 章 集成运算放大器
集成电路 IC (integrated circuit): 将整个电路的各个元件以及相互之间的连接制造在一块半 导体芯片上。 集成电路的优点: 体积小、重量轻、功耗小、工作稳定、使用方便。 集成电路的分类: 集成度:小、中、大、超大规模集成电路; 功能:模拟集成电路、数字集成电路;
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