集成运算放大电路实验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
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
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）
集成运算放大电路的应用课件(PPT 68张)
1．接线
2．电路测试 3．结果分析
任务二、用集成运算放大器实现信号 的加法运算—加法器的制作
（一）加法器的制作要求
（二）实施步骤
1．接线 2．测试 3．结果分析
任务三、用集成运算放大器实现信号 的减法运算—减法运算器的制作
（一）减法器的制作要求
（二）实施步骤
1．接线 2．测试 3．结果分析
类型。
• • • • • • • • •
• • 的不够深。不是成功来得慢，而是你努力的不够多。 2、孤单一人的时间使自己变得优秀，给来的人一个惊喜，也给自己一个好的交代。 3、命运给你一个比别人低的起点是想告诉你，让你用你的一生去奋斗出一个绝地反击的故事，所以有什么理由不努力! 4、心中没有过分的贪求，自然苦就少。口里不说多余的话，自然祸就少。腹内的食物能减少，自然病就少。思绪中没有过分欲，自然忧就少。大悲是无泪的，同样大悟 无言。缘来尽量要惜，缘尽就放。人生本来就空，对人家笑笑，对自己笑笑，笑着看天下，看日出日落，花谢花开，岂不自在，哪里来的尘埃! 5、心情就像衣服，脏了就拿去洗洗，晒晒，阳光自然就会蔓延开来。阳光那么好，何必自寻烦恼，过好每一个当下，一万个美丽的未来抵不过一个温暖的现在。 6、无论你正遭遇着什么，你都要从落魄中站起来重振旗鼓，要继续保持热忱，要继续保持微笑，就像从未受伤过一样。 7、生命的美丽，永远展现在她的进取之中;就像大树的美丽，是展现在它负势向上高耸入云的蓬勃生机中;像雄鹰的美丽，是展现在它搏风击雨如苍天之魂的翱翔中;像江 河的美丽，是展现在它波涛汹涌一泻千里的奔流中。 8、有些事，不可避免地发生，阴晴圆缺皆有规律，我们只能坦然地接受;有些事，只要你愿意努力，矢志不渝地付出，就能慢慢改变它的轨迹。 9、与其埋怨世界，不如改变自己。管好自己的心，做好自己的事，比什么都强。人生无完美，曲折亦风景。别把失去看得过重，放弃是另一种拥有;不要经常艳羡他人， 人做到了，心悟到了，相信属于你的风景就在下一个拐弯处。 10、有些事想开了，你就会明白，在世上，你就是你，你痛痛你自己，你累累你自己，就算有人同情你，那又怎样，最后收拾残局的还是要靠你自己。 11、人生的某些障碍，你是逃不掉的。与其费尽周折绕过去，不如勇敢地攀登，或许这会铸就你人生的高点。 12、有些压力总是得自己扛过去，说出来就成了充满负能量的抱怨。寻求安慰也无济于事，还徒增了别人的烦恼。 13、认识到我们的所见所闻都是假象，认识到此生都是虚幻，我们才能真正认识到佛法的真相。钱多了会压死你，你承受得了吗?带，带不走，放，放不下。时时刻刻发 悲心，饶益众生为他人。 14、梦想总是跑在我的前面。努力追寻它们，为了那一瞬间的同步，这就是动人的生命奇迹。 15、懒惰不会让你一下子跌倒，但会在不知不觉中减少你的收获;勤奋也不会让你一夜成功，但会在不知不觉中积累你的成果。人生需要挑战，更需要坚持和勤奋! 16、人生在世：可以缺钱，但不能缺德;可以失言，但不能失信;可以倒下，但不能跪下;可以求名，但不能盗名;可以低落，但不能堕落;可以放松，但不能放纵;可以虚荣， 但不能虚伪;可以平凡，但不能平庸;可以浪漫，但不能浪荡;可以生气，但不能生事。 17、人生没有笔直路，当你感到迷茫、失落时，找几部这种充满正能量的电影，坐下来静静欣赏，去发现生命中真正重要的东西。 18、在人生的舞台上，当有人愿意在台下陪你度过无数个没有未来的夜时，你就更想展现精彩绝伦的自己。但愿每个被努力支撑的灵魂能吸引更多的人同行。
2．电路测试 3．结果分析
任务二、用集成运算放大器实现信号 的加法运算—加法器的制作
（一）加法器的制作要求
（二）实施步骤
1．接线 2．测试 3．结果分析
任务三、用集成运算放大器实现信号 的减法运算—减法运算器的制作
（一）减法器的制作要求
（二）实施步骤
1．接线 2．测试 3．结果分析
类型。
• • • • • • • • •
• • 的不够深。不是成功来得慢，而是你努力的不够多。 2、孤单一人的时间使自己变得优秀，给来的人一个惊喜，也给自己一个好的交代。 3、命运给你一个比别人低的起点是想告诉你，让你用你的一生去奋斗出一个绝地反击的故事，所以有什么理由不努力! 4、心中没有过分的贪求，自然苦就少。口里不说多余的话，自然祸就少。腹内的食物能减少，自然病就少。思绪中没有过分欲，自然忧就少。大悲是无泪的，同样大悟 无言。缘来尽量要惜，缘尽就放。人生本来就空，对人家笑笑，对自己笑笑，笑着看天下，看日出日落，花谢花开，岂不自在，哪里来的尘埃! 5、心情就像衣服，脏了就拿去洗洗，晒晒，阳光自然就会蔓延开来。阳光那么好，何必自寻烦恼，过好每一个当下，一万个美丽的未来抵不过一个温暖的现在。 6、无论你正遭遇着什么，你都要从落魄中站起来重振旗鼓，要继续保持热忱，要继续保持微笑，就像从未受伤过一样。 7、生命的美丽，永远展现在她的进取之中;就像大树的美丽，是展现在它负势向上高耸入云的蓬勃生机中;像雄鹰的美丽，是展现在它搏风击雨如苍天之魂的翱翔中;像江 河的美丽，是展现在它波涛汹涌一泻千里的奔流中。 8、有些事，不可避免地发生，阴晴圆缺皆有规律，我们只能坦然地接受;有些事，只要你愿意努力，矢志不渝地付出，就能慢慢改变它的轨迹。 9、与其埋怨世界，不如改变自己。管好自己的心，做好自己的事，比什么都强。人生无完美，曲折亦风景。别把失去看得过重，放弃是另一种拥有;不要经常艳羡他人， 人做到了，心悟到了，相信属于你的风景就在下一个拐弯处。 10、有些事想开了，你就会明白，在世上，你就是你，你痛痛你自己，你累累你自己，就算有人同情你，那又怎样，最后收拾残局的还是要靠你自己。 11、人生的某些障碍，你是逃不掉的。与其费尽周折绕过去，不如勇敢地攀登，或许这会铸就你人生的高点。 12、有些压力总是得自己扛过去，说出来就成了充满负能量的抱怨。寻求安慰也无济于事，还徒增了别人的烦恼。 13、认识到我们的所见所闻都是假象，认识到此生都是虚幻，我们才能真正认识到佛法的真相。钱多了会压死你，你承受得了吗?带，带不走，放，放不下。时时刻刻发 悲心，饶益众生为他人。 14、梦想总是跑在我的前面。努力追寻它们，为了那一瞬间的同步，这就是动人的生命奇迹。 15、懒惰不会让你一下子跌倒，但会在不知不觉中减少你的收获;勤奋也不会让你一夜成功，但会在不知不觉中积累你的成果。人生需要挑战，更需要坚持和勤奋! 16、人生在世：可以缺钱，但不能缺德;可以失言，但不能失信;可以倒下，但不能跪下;可以求名，但不能盗名;可以低落，但不能堕落;可以放松，但不能放纵;可以虚荣， 但不能虚伪;可以平凡，但不能平庸;可以浪漫，但不能浪荡;可以生气，但不能生事。 17、人生没有笔直路，当你感到迷茫、失落时，找几部这种充满正能量的电影，坐下来静静欣赏，去发现生命中真正重要的东西。 18、在人生的舞台上，当有人愿意在台下陪你度过无数个没有未来的夜时，你就更想展现精彩绝伦的自己。但愿每个被努力支撑的灵魂能吸引更多的人同行。
《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
《集成运放》课件
集成运放的电路实现
集成运放的内部电路图包括差动放大器、级联放大器和输出放大器等部分。 集成运放的引脚及功能有正输入端、负输入端、输出端、电源引脚和参考电压引脚等。 在电路设计中，通过合理设计反馈电路，可以控制集成运放的放大倍数、频率响应和稳定性。
集成运放应用实例
比较器电路设计：使用集成运放实现信号的比较和判断，常用于开关控制和传感器应用。 运算放大器电路设计：集成运放作为核心部件，实现了模拟电路中的加法、减法、乘法和除法等基本运算。 滤波器电路设计：通过集成运放结合电容和电感等元件，实现对信号频率的选择性放大或抑制。
《集成运放》PPT课件
什么是集成运放
集成运放是一种高度集成的电子器件，集成了运算放大器功能的集成电路。 它在电子系统设计中起着重要的作用。
集成运放广泛应用于模拟电路、信号处理和测量领域，能够实现信号放大、 滤波、比较和运算等多种功能。
根据应用需求的不同，集成运放可以分为不同的类型，如低功耗运放、高速 运放和精密运放。
不同类型集成运放的区别：根据应用需求选择适合的类型，如低功耗、高速 或精密运放。
集成运放的性能等。
集成运放的应用注意事项：在设计中要注意信号电平、电源电压和负载特性 等因素的合理选取和匹配。
总结
集成运放具有优点和局限性。它提供了高度集成的运算放大器功能，简化了电路设计和制造工艺。 未来，集成运放的发展趋势是向更高性能、更低功耗和更小尺寸方向发展。 以上是本PPT课件的大纲，包含集成运放的基本概念、电路实现、应用实例、常见问题与解决方法以及选型及 应用注意事项。欢迎大家观看学习！
集成运放常见问题与解决方法
集成运放的电压偏移问题：通过调整电源电压、使用补偿电路或选择零漂较 小的运放来解决。
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。
《集成运放放大电路》PPT课件
+VCC
+ uo - Rc
RL
T2 Rb
+
ui2
T3
－
R3
R2 R1
_
V EE
29
带恒流源的差动放大电路的计算：
静态工作点：
U AB
VEE
R1 R1 R2
IC3
U AB
0.7V R3
IC1
IC2
IC3 2
动态：
恒流源等效电阻：
Rc
+ ui1
－
Rb T1
R等 效
rce(1
rbe3
R3
R1 // R2
(1)差模电压放大倍数
Aud
Rc 2Rb
//
RL rbe
Rc
这种方式适用
于将差分信号转换 为单端输出的信号。 +
u i1
－
（2）差模输入电阻
Rb T1 RL
Rid 2Rb rbe
（3）输出电阻
Ro Rc
+VCC
Rc
+
uo1 －
T2 Rb
+
ui2
_ReV
－
EE
35
（4）共模电压放大倍数
由于电路结构对称，故 Au1=Au2=A
uo1=Au1ui1=Aui1=1/2*Aui
uo2=Au2ui2=Aui2=-1/2*Aui uo=uo1-uo2=1/2Aui-(-1/2Aui)=Aui
图8-5 差模输入的 基本差分放大电路14
用两个晶体管组成的差动放大电路对差模信号的 电压放大倍数（称差模放大倍数Ad）与单管放大 电路的电压放大倍数相同。实际上这种电路是 牺牲一个管子的放大作用来换取对零点漂移的抑制。
第三章 集成运算放大电路PPT课件
前一级的温漂将作为后一级的输入信号，使得
当 ui 等于零时， uo不等于零。
9
减小零漂的措施(稳定Q的措施)
★采用负反馈
★用热敏元件进行 温度补偿
Rb1 C1
Rc
IBQ
+
ui Rb2
Re
-
★采用差动式放大电路
+VC
CC2 +
uRoL
-
运放的组成：
输入级
中间级
输出级
偏置电路 偏置电路：提供合适的偏置电流、确定静态工作点 输入级：高输入电阻、抑制共模信号 中间级：提供很大的放大倍数(上千) 输出级：提供足够的输出功率给负载、小的输出电阻
+VCC
uid ui1ui2
1
Rc
u (u u ) ic 2 i1
i2 u+-ic u+i1
Rb T1
+
u u u i1
u u u i2
ic 12 id ic 12 id
-1/2ui-1d/2uid
++
2mv
3mv 3mv 3
3பைடு நூலகம்
u-ic u-1i/22u-i1d/2uid
+
+ uo -
Rc T2 Rb
概况二
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概况三
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2
a. 小规模集成电路（SSI：small scale integration circuit) 一块芯片上包含的元器件在100个以下。
b. 中规模集成电路（MSI：middle scale integration circuit) 一块芯片上包含的元器件在 100~1000之间。
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uO +UO(sat)
饱和区
O
u+– u–
–UO(sat)
(1) 输出只有两种可能, +UO(sat) 或–UO(sat) 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
10/73
按功能 数字和模拟
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16.1.1 集成运算放大器的特点
1. 元器件参数的一致性和对称性好； 2. 电阻的阻值受到限制，大电阻常用晶体管恒流 源代替，电位器需外接； 3. 电感、电容不易集成，常采用外接方式； 4. 二极管多用晶体管的发射结代替。
各类型号集成运算放大器
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16.1.2 电路的简单说明
输入级 中间级
输出级
偏置 电路
运算放大器方框图
输入级：输入电阻高，能减小零点漂移和抑制干
扰信号，都采用带恒流源的差分放大器 。
中间级：要求电压放大倍数高。常采用带恒流源
的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
(1) 开环电压放大倍数 Auo
(2) 差模输入电阻
rid
(3) 开环输出电阻
ro 0
(4) 共模抑制比
KCMRR
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。
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16.1.4 理想运算放大器及其分析依
据
1. 电压传输特性 uO= f (uI)
uO +UO(sat)
u– u+
理想特性
线性区
–+ +
uO
u+– u– 理想运算放大器图形符号
实际特性
O
饱和区
–UO(sat) 线性区： uO = Auo(u+– u–)
非线性区：
u+> u– 时，uO = +UO(sat) u+< u– 时，uO = –UO(sat)
本身参数无关。
(3) | Auf | 可大于 1，也可等于 1 或小于 1 。 (4) 因u–= u+= 0 ， 所以反相输入端“虚地”。
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16.2.1 比例运 算
1.反相比例运算
(1) 电路组成 iF RF
(2) 电压放大倍数
因虚断 i+= i– = 0 所以 i1 iF
+ uI
i1 R1
i– – + +
+ uO
–
R2 i+
–
因虚短, 所以u–=u+= 0， 称反相输入端“虚
地”— 反相输入的重要
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 16.4 运算放大器在波形产生方面的应用 16.5 使用运算放大器应注意的几个问题
1/73
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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。
集成电路 是把整个电路的各个元件以及相互之 间的连接同时制造在一块半导体芯片上, 组成一个不 可分的整体。
集成电路特点：体积小、重量轻、功耗低、可 靠性高、价格低。
按集成度 小、中、大和超大规模 集成电路分类 按导电类型 双、单极性和两种兼容
以后如不加说明，输入、 特点。
输出的另一端均为地()。
因要求静态时u+、 u– 对地 电阻相同，所以平衡电阻
R2 = R1 // RF
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结论： (1) Auf为负值，即 uO与 uI 极性相反。因为 uI 加
在反相输入端。
(2) Auf 只与外部电阻 R1、RF 有关, 与运算放大器
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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、对数、反对数、乘法和 除法等运算。
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。
能力强，一般由互补功率放大电路或射极输出器构成。
偏置电路: 一般由各种恒流源等电路组成。
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信号传 输方向 反相
实际运算放大器 +UCC 开环电压放大倍数
输入端
u–
Auo
–
uO
+
u+
+
输出端
+UCC输出
87 6 5 F007
12 3 4
同相 输入端
–UCC
U U+ UCC
(a)
(b)
集成运算放大器的管脚和符号 (a) 符 上一页 下一页 返回 退出
16.1.3 主要参数
1. 最大输出电压 UOM 能使输出电压和输入电压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。
UO(sat)与运算放大器的 电源电压有关, 一般较电 源电压低1~2 V。
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2. 理想运算放大器工作在线性区的特 点
u– u+
i– –
i+ +
∞
+
因为 uO = Auo(u+– u– ) uO 所以(1) 差模输入电压约等于 0 ,
即 u+= u– ,称“虚短”
电压传输特性
(2) 输入电流约等于 0 ,
uO +UO(sat)
线性区
O
u+– u–
–UO(sat)
即 i+= i– 0 ,称“虚断”
Auo越大,运算放大器 的线性范围越小，必 须加负反馈才能使其 工作于线性区。
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3. 理想运算放大器工作在饱和区的特点
电压传输特性
3. 输入失调电压 UIO 4. 输入失调电流 IIO 愈小愈好 5. 输入偏置电流 IIB 6. 最大共模输入电压 UICM 运放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。
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16.1.4 理想运算放大器及其分析依据
在分析运算放大器时，一般将它看成是理想的运 算放大器。理想化的主要条件：