模拟电路运算放大器

该输模图出拟电表电路运示压算放大输v器o 入＝端Avo是(v开P- 路vN)的，，其即中rAi≈v∞o--，->
输出端电阻ro≈0， ∞
2-13
2.3 基本线性运放电路
同相输入和反相输入是两种最基本的放大 电路，许多由运放组成的功能电路都以此 为基础。
在分析运放组成的各种应用电路时，其中 的运放视为理想运放。
P
＋
V+ ＋10V
＋
v_P -－
－
109 Ω
ro
ri
＋
vN
106
Avo (vP vN )
－
＋
N
－
V－ －10V
模拟电路运算放运大算器放大器的电路模型
供电电源
V1
＋ vo －
V2
= ± 10μV 输入电流 i i= vP- vN / ri
＝ ±10μV / 109 Ω
＝ ±1×10－8 μA
2-10
第二章 运算放大器
本章导读
运算放大器是模拟集成电路中应用极为广泛的 一种器件。
本章先介绍集成运放内部的主要结构、理想运算 放大器和电路模型，然后用线性电路理论分析由理 想运放和电阻、电容等组成的简单应用电路。
较早学习这些应用电路，有利于启发同学们的 创模拟电新路运思算放维大器 ，打破对电子技术的神秘感。
2-12
2.2 理想运算放大器
理想运放模型
将近似理想运放的参数理想化（ +Vom=V+， -Vom=V- ， Avo---> ∞ ， iP＝0，iN＝0， ri＝∞ ， ro＝0），便可得到 理想运放的模型
V+
vP
＋
iP=0
ro
ri
＋
vo
iN=0
Avo (vP vN )
－
vN
－
V－
运理 运算想 放放运 电大放 路器 的电 模电路 型路模模型型
2、开环电压增益很高，差分输入电压（vP- vN）的值很 小也可使运放进入饱和区。
3、若vo未达到饱和极限，则差分输入电压（vP- vN）必 趋近于0。当vo处于V+与V-之间，则运放必工作在线性 区。
4、内部的输入电阻ri的阻值很高，可近似地认为它为无 穷大；由此可假定iP＝0，iN＝0。
5、模拟内电路部运算放的大器输出电阻ro的阻值很低乃至可以认为它为0。
2、运算放大器的电路模型
例2.1.1
o/V a (＋ 1 0 μ V , ＋ 1 0 V )
10
－ 30 － 10 0 10
P- N ) /μ V 30
b
－ 10
(-1 0 μ V , -1 0 V )
例 2 .1 .1 运 放 电 压 传 输 特 性
模拟电路运算放大器
2-11
解:(2)画传输特性曲线
输入电阻ri较大，通常为106Ω或更大； 输出电阻ro较小，通常为100Ω或更小； 开环电压增益Avo的值较高，至少为104； 受控电压源： 模拟电路运算放大器 Avo(vP- vN)。
2-8
2、运算放大器的电路模型
2、电压传输特性
o/V + V om= V +
正饱和
vom /Avo
O
P-v N ) /m V
2-9
2、运算放大器的电路模型
例输（入21.）1电.1试阻：求电 ri当=路1v如o0=9图±Ω所，Vo示电m=，源±运电10放压V的时V解输+开输=入:+环(入11电)0电电当V压压，压vo最增的=V±小益最－V幅=A小o－vm值o幅=1时01值V，06。，
v=Pf-(vvNP-=v？N )输。入说电明流运i放i=的？两（个2区）域画vP。出- v传N ＝输v特o /性Av曲o 线 vo ＝±10V/ 106
负饱和
－ V om= V －
运算放大器电压传输特性
设vP > vN，若
V－< Avo(vP- vN) <V＋， 则vo =Avo (vP- vN) ;
若Avo(vP- vN) ≥V＋， 则vo =＋Vom=V＋ ;
若Avo(vP- vN) ≤V－， 则vo =－Vom=V－ 。
输出电压vo不可能超越 当 vo =±Vom时输入电压的 正负模拟电电路运源算放的大器 电压值。 最小幅值vP- vN ＝？
取a点(＋10μV , ＋10V)， b点(－10μV , －10V)，连接a， b两点得线段ab，其斜 率为Avo=106， |vPvN|<10μV ,电路工作在 线性区，否则工作在 非线性区。电压传输 特性曲线如左图所示。
2.2 理想运算放大器
近似理想运放模型
1、输出电压vo的饱和极限值等于运放的电源电压，即 +Vom=V+， -Vom=V-。
集成运算放大器外形图1
模拟电路运算放大器 2-4
集成运算放大器外形图2
模拟电路运算放大器 2-5
四运放集成电路LM324
LM324是四运放集成电路，它采用14脚双列直插塑料封 装，外形如图所示。它的内部包含四组形式完全相同的 运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。
运算放大器符号
模拟电路运算放大器 2-6
2.3.1 同相放大电路
2.3.2反相放大电路
模拟电路运算放大器
电压传输特性形状与Avo(vP-
vN) 密切相关，由于Avo很大， 导致性能不稳定，怎么办？
2-14
2.3.1 同相放大电路
1、基本电路
vp (+) +
+
_
vi_ vn (+) R2
R1
(+) vp
Avo(vp-vn)
3、 v P 、 v N 、 v o 的 参 考 电 位 点 ？ 正负电源的中间接点
模拟电路运算放大器
4、运放的代表符号。 2-7
2、运算放大器的电路模型
P
＋
1、电路模
v_P -－
型及说明
－
vN
＋
N
＋
V+
ro
ri
＋
Avo (vP vN ) －
－
V－
运算放大器的电路模型
供电电源
V1
＋ vo －
V2
1、集成电路运算放大器的内部组成单元
P
V+
＋
voA vo(vPvN)
v _P
-－
－
输入级
＋
差分放大 v o1
中间级
＋
电压放大
v
o2
O
输出级
＋
功率放大
vo
v
Aυ1
－
Aυ2
－
Aυ3=1
－
N
＋
N
Βιβλιοθήκη Baidu
vo1A v1(vPvN) vo2A v1A v2(vPvN )
V-
－ ＋
国标符号
－ ＋
常用符号
1、输入输出端口P、N、O。 2、各级的作用？
2-1
第二章 运算放大器
2.1 集成电路运算放大器 2.2 理想运算放大器 2.3 基本线性运放电路 2.4 同相输入和反相输入放大电路
的其他应用 2.5 模拟电路运算放大器 SPICE仿真例题
2-2
2.1 集成电路运算放大器
1、集成电路运算放大器的内部组成单元 2、运算放大器的电路模型
模拟电路运算放大器 2-3