集成运放及其理想特性(1)

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1．输入级

输入级是接受微弱电信号、抑制零漂的关键一级，决定整个电路性能指标的优劣。

输入级均采用带恒流源的差分放大器。能有效抑制零漂、具有较高的输入阻抗及可观的电压增益。

2．中间级

主要任务是提供足够的电压增益，又称放大级。采用恒流源负载共发射极放大电路。往往还附有射极跟随器，用以隔离中间级与输出级的相互影响，兼作电位移动。

3．输出级

采用射极（源极）输出器或互补对称电压跟随器组成。

要求：输入阻抗高，输出阻抗低，电压跟随性好。以减小或隔离与中间级的相互影

双列直插式引脚排列规则：将半圆凹口标记置于左方，自下而上逆时针转向可读出各引脚的递增序号。

．图形符号

”表示开环增益极高。 具有较宽的工作电压范围，并且既可采用双电源工作，三、集成运放的性能指标 d v

无反馈时集成运放差模电压增益，称为开环差模增益，记作它等于开环情况下，输出电压与输入差模电压之比。d A v 越大，集成运放性能越好。

IO

当输入电压为零时，为了使放大器输出电压也为零，在输入端外加的补偿电压，IO V 越小，运放性能越好。

”表示开环电压放大倍数为无穷大的理想化条件。

输出特性分为线性区和非线性区（饱和区）。

当运放工作在线性区时，输出电压O V 与输入电压ID V （+-V ）

虚短：理想运放两输入端电位相等，好似短接但不是实际的短接，称为“虚短接”虚断：理想运放两输入端无电流，好似断开但不是实际的断开，称为“虚断开”“虚短”或“虚断”是集成运放特有的极限状态或理想特性。第二节 反馈放大器 一、反馈放大器及其分类

反馈：把放大器输出信号，按一定路径馈送到输入端的过程称为反馈。反馈放大器：施加反馈的放大器称为反馈放大器。

反馈放大器组成：基本放大器（主网络）A 和反馈网络F 构成的闭合环路，．正反馈和负反馈

正反馈：反馈信号f x 的加入使净输入信号i i x x '

>，这种反馈称为正反馈。负反馈：反馈信号f x 的加入使净输入信号i i x x '

<，这种反馈称为负反馈。采用瞬时极性法判断是正反馈还是负反馈。 与i x 同极性，则为正反馈；f x 与i x 反极性，则为负反馈。．直流反馈和交流反馈

．串联反馈与反馈

串联反馈：反馈信号串接于输入回路的方式称为串联反馈。

并联反馈：反馈信号并接于输入回路的方式称为并联反馈。

判断方法：若反馈信号与输入信号一并送到放大管的输入极，则为并联反馈，）。否则，反馈信号送到放大管的非信号输入极，则为串联反馈。如图（

3-1]试判别图示两电路中，前后两级放大器之间是否有反馈。若有反馈，试判别反馈类型。

1）判别级间有无反馈

3-2] 试判别图示各电路的反馈类型。

图（a ）中，反馈信号f v 取自输出电压O v ，净输入电压i f i d v v v v <-=路为电压串联负反馈放大电路。

）中，反馈电压f v 取自输出电流O i ，净输入电压i f i d v v v v <-=，故电路为

二、闭环增益的一般表达式

反馈系数：接入负反馈后，将反馈信号f x 与输出信号o x 之比，定义为反馈系数o f /x x F =

'i i o i f i AFx x Fx x x x -=-=-

)(1i AF /x +

o i o i )(i AFx Ax Fx x A Ax '

-=-== 则负反馈放大器增益的一般表达式： )/(1i o f AF A x /x A +== 引入负反馈后，放大器的闭环放大倍数降低了，且降低开环增益的AF 。反馈深度：（1+AF ）反映了反馈的强弱程度，被称为反馈放大器的反馈深度。）>> 1时， F AF /A AF A A 1/)/(1f =≈+=

说明闭环深度反馈时，增益仅与反馈系数有关，与开环增益无关，由于反馈环节一

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送到集成运放的反相输入端，输出信号I I f F I O ))/((/R R i R i v v A v -=-==与I v 反相，故称为反相放大器。有关，选取阻值稳定、精度高的电阻

馈送到集成运放的同相输入端，输出信号1f I O /1/R R v v A v +==

])()[(I22f I11f O v R /R v R /R v +-=可见，输出电压与输入电压反相，且O v 是两输入信号加权后的负值相加，故称反))(I2I11f v v R /R + )(I2I1v v +-=

I13231f )]/()[v R R R R /R ++

I23221f )]/()[(1v R R R R /R ++ 共同作用时，

})]/([)]I2323I132v R R R v R R +++，则I2I1O v v v +=。

利用虚短和虚断特性可得I I 1R /V i i C ==

⎰⎰-=-=/v C /t i C /C ()1(d )1(I 输出电压正比于输入电压对时间的积分，负号表示输出电压与输入电压反相。直流输入时，输出电压将随时间线性增长。

设电容上的初始电压等于零（即t = 0时，0=C v ），且输入电压为恒定直流信号

在自动控制系统中，积分电路常用来实现延时、定时和产生各种波形。时间常数

取值越大，延时和定时时间越长，电路的抗干扰性能越强。

根据理想运放的虚短和虚断特性可得F C 1i i i ==，=+v v )d (d f f f f C R t /v C R R i C C -=-=-=输出电压与输入电压的微分成正比，负号表示输出电压与输入电压反相。

比例用于常规（主）调节、并作用于调节过程的始终；积分用于抑制干扰；微分用于快速反应变化趋势并加以抑制。

二、集成运放的非线性应用

：参考电压或基准电压，加在集成运放的同相输入端。：被比较的对象，送到集成运放的反相输入端。

：输出电压反映比较的结果，或为高电平电压、或为低电平电压，以满足后面

和0两种逻辑电平的要求。

集成运放工作于开环状态。其开环增益很高，两个输入电压有微小的差别，0-R I ID <-=-=+v v V v v ，集成运放输出正向饱和电压0-R I ID >-=-=+v v V v v ，集成运放输出负向饱和电压