运放基本作用

4.1 比例运算电路
（1）反相比例运算电路
虚地点
iF
Rf
ui
i1 R1
ii- _? ? ii+ + +
uo
RP
由于电路存在虚地所以共模输
入电压ViC=0 该电路的电压放大倍数不宜过
大。反馈电阻RF 一般小于1MΩ ， Rf过大会影响阻值的精度；但Rf也 不能太小，过小会从信号源或前级 吸取较大的电流。
（2）单电源供电方式
单电源供电是将运放的 -VEE管脚连接到地上。此时为了保 证运放内部单元电路具有合适的静态工作点，在运放输入端一 定要加入一直流电位，如图 3.2.1所示。此时运放的输出是在 某一直流电位基础上随输入信号变化。对于图 3.2.1交流放大 器，静态时，运算放大器的输出电压近似为 VCC/2，为了隔离
2．高阻型运算放大器
这类集成运算放大器的特点是 差模输入阻抗非常高，输入偏置 电流非常小，一般 rid＞（109~1012）W，IIB 为几pA到几十pA。实现 这些指标的主要措施是利用场效应管高输入阻抗的特点，用场效应 管组成运算放大器的差分输入级。用 FET作输入级，不仅输入阻抗 高，输入偏置电流低，而且具有高速、宽带和低噪声等优点，但输 入失调电压较大。常见的集成器件有 LF356、LF355、LF347（四运 放）及更高输入阻抗的CA3130、CA3140等。
ui1 R1 iF
Rf
i1 u i2
R2
?_ ?
uo
i2
+ +
虚地 RP
取RP= R 1// R2//Rf
u ? ? u ? ? 0RF
ui i1 +Ri12= iF _? ?
第三讲 模拟集成电路
1.1 集成运算放大器
集成运算放大器是一种高放大倍数的直接耦合放大器。在该 集成电路的输入与输出之间接入不同的反馈网络，可实现不同 用途的电路，例如利用集成运算放大器可非常方便的完成信号 放大、信号运算（加、减、乘、除、对数、反对数、平方、开 方等）、信号的处理（滤波、调制）以及波形的产生和变换。 集成运算放大器的种类非常多，可适用于不同的场合。
集成运算放大器可分为如下几类：
1．通用型运算放大器
通用型运算放大器就是以通用为目的而设计的。这类器件的主 要特点是价格低廉、产品量大面广，其性能指标能适合于一般性使 用。例 μA741（单运放）、 LM358（双运放）、 LM324（四运放）及 以场效应管为输入级的 LF356都属于此种。它们是目前应用最为广 泛的集成运算放大器。
Au=1+
Rf R1
三.电压跟随器 RF
Rf ui
RP
_? ?
+ +
此电路是同相比
例运算的特殊情况，
输入电阻大，输出
uo
电阻小百度文库 在电路中 作用与分离元件的
射极输出器相同，
但是电压跟随性能
好。
Au=1+
RF Rf
当RF=0时, Au=1 uo=ui
4.2 基本运算电路
一. 加法运算电路
1. 反相求和运算：
稳压二极管与反相输入端相连。 特点：a. 若U+＞U-，则UO=+UOM；
若U+＜U-，则UO=-UOM 。
b. i+＝i－＝0 （虚断） 注：不能使用虚短！
? 线性应用
两个重要的概念： 1.集成运放两个输入端之间的电压通常接近于
零，即 vI＝v＋－v-≈0。若把它理想化，则有 vI ＝0，但又不是短路，故称为虚短。 2. 集成运放两输入端几乎不取用电流，即 iI ≈0，若把它理想化，则有 iI ＝0，但不是断 开，故称为虚断。
3．集成运放的自激振荡问题
运算放大器是一个高放大倍数的多级放大器，在接成深 度负反馈条件下，很容易产生自激振荡。为使放大器能稳定的 工作，就需外加一定的频率补偿网络，以消除自激振荡。图 3.2.3是相位补偿的使用电路。
另外，防止通过电源内阻造成低频振荡或高频振荡的措施是在 集成运放的正、负供电电源的输入端对地一定要分别加入一电 解电容 （10mF ）和一高频滤波电容 （0.01mF~0.1mF ）。 如图 3.2.3所示。
i1
ui R1
_? ?
uo
+
+
RP
RP=Rf//R1
由于运算放大器在该电路中不是“虚 地”，其输入端存在着较大的共模信 号，共模输入电压为： ViC=Vi
反馈方式：
电压串联负反馈 因为有负反馈， 利用虚短和虚断
u-= u+= ui
i1=iF （虚断）
uo ? ui ui
?
R 2f
R 11
uo ? (1 ? R 2f )u i R 11
反馈方式： 电压并联负反馈
因为有负反馈， 利用虚短和虚断
u+ =0 u－=u +=0（虚地）
i1=iF （虚断）
ui ? uF ? ? uo
R1 R f
Rf
电压放大倍数 Au ? uo ? ? R f
ui R1
平衡电阻:R P=R1//RF
(使输入端对地的静态电阻相等 )
二. 同相比例运算放大器 iF Rf
1.1.1 集成运算放大器的使用要点
1．集成运放的电源供给方式 集成运放有两个电源接线端 +VCC和-VEE，但有不
同的电源供给方式。对于不同的电源供给方式， 对输入信号的要求是不同的。
（1）对称双电源供电方式 运算放大器多采用这种方式供电。相对于公共
端（地）的正电源（ +E）与负电源（ -E）分别接 于运放的 +VCC和-VEE管脚上。在这种方式下，可把 信号源直接接到运放的输入脚上，而输出电压的 振幅可达正负对称电源电压。
掉输出中的直流成分接入电容 C3。
2．集成运放的调零问题 由于集成运放的输入失调电压和输入失调电流的影
响，当运算放大器组成的线性电路输入信号为零时， 输出往往不等于零。为了提高电路的运算精度，要求 对失调电压和失调电流造成的误差进行补偿，这就是 运算放大器的调零。常用的调零方法有内部调零和外 部调零，而对于没有内部调零端子的集成运放，要采 用外部调零方法。下面以μA 741 为例，图 3.2.2 给出 了常用调零电路。图 3.2.2(a) 所示的是内部调零电路 ；图（ b）是外部调零电路。
4.运算放大器的应用
?理想运算放大器
? 开环电压放大倍数 AV0=∞
? 差摸输入电阻 Rid=∞
? 输出电阻
R0=0
? 运算放大器的两个工作区域（状态）
线性区和非线性区
? 线性应用
条件：运放与外围电路构成负反馈。
? 非线性应用
条件：a.运放处于开环状态或与外围电路
构成正反馈。 b.输出端有稳压二极管稳压或通过