《电路1》补充内容：结点电压法用于分析运算放大器电路

－15V
2）抽象为电路符号 ★★★
：
－ ＋ ＋

A
uo
+ u_
_ ud + + u+ _
_ +
A +
+ u o = A ( u + - u -) = A u d _
★★★
输入级：采用带恒流源的差动放大电路，追求输入电阻大★
——则所需的输入电流小，对上一级电路影响小
输出级：采用互补对称电路，追求输出电阻小★
§5-2
一、倒向比例电路 Rf R1 _ A o + + + ui
_
o
电路分析
ud Ri Ro + Aud _
+ RL
+ uo _
uo Rf 二、该电路为何被称为“倒向比例电路”？ 因为： ui R1
——以二者为变量，列方程 思考：如何去求 uo / ui 的表达式呢？
uo *方法一：带入运放的等效模型，列方程（用结点电压 求 ： ui 法或直接列原始KCL、KVL、VCR方程）。
Rf R1
+
ui
解：∵“虚断”
_ 1 + +
2
_
RL
+ uo _
∴ 结点①的结点方程：(G1+Gf) un1- Gf un2 = G1ui
又∵“虚短”，且此图的非倒向端被接地
∴ un1=0
Rf un2 uo ui R1
——则带负载能力强。
放大倍数：追求高增益★（甚至可达十几万倍）
三、运算放大器的对外最简等效模型
u-
uu+
－ ＋ ＋wk.baidu.com

A
ud
+
uo
对外等效为
Ri
u+
Ro + uo A(u+-u-) _ －
＋
实际：输入电阻Ri 很大, 输出电阻Ro 很小, 放大倍数A 很大。
★为了计算方便，可以理想化的认为：
Ri =Ω, Ro =0Ω, A=倍
因A一般很大，所以该分式约等于1。
G1 Rf u o ui u i Gf R1
Rf
R1
+ ui _
_ +
A + RL
+ uo _
结论：uo / ui只取决于反馈电阻Rf与R1比值，与运放本身的参数无
关，与负载大小也无关，故被称为“比例电路”。
uo ★★★方法二：视作理想运放，结合“虚短”“虚断” 求 ： 特点列方程。 ui
② 常用于信号的处理
③ 常用于信号的发生
二、Operational Amplifier 的元件符号
1）经典“μ A741运放” ＋15V
倒向输入端
也称反相输入端 也称同相输入端
8 1 7 （－） 6 5
A
μ A741
2 3 4 （＋）
2
3 1 5 4
∆
uu+
7
6
μ A741
输出端
非倒向输入端
调零电位计
§5-1
运算放大器的电路模型
一、器件名称的由来
运算放大器是具有很高放大倍数的电路单元，最早出现于 1940年。1960年后逐步集成化，成本大大降低，应用广泛：
① 常用于信号的运算
早期主要被用于搭建比例、加、减、 对数、指数、积分、微分等运算电路， 故名“运算”放大器。
搭建有源滤波器、电压比较器、 采样-保持等电路。 搭建方波、锯齿波等信号发生器电路
Rf
1 2
+ ui _
R1
-
_
A Ro RL
ud Ri + + + Aud + _
+ uo _
结点① ：(G1+Gi+Gf) un1- Gf un2 = G1ui
结点②：- Gf un1 ＋ (Gf+Go+GL)un2 = GoAud 附加方程：ud= - un1
uo u n2
推出：
Gf ( AGo Gf ) G1 uo ui Gf Gf ( AGo Gf ) (G1 Gi Gf ) (Gf Go GL )
－ ＋ ＋

则称为理想运放，符号图中用“”标记。
uu+

uo
因为：理想化地认为 Ri =, Ro =0, A= 所以：理想运放的输入端口具有“虚短”、“虚断”的特性★ ★ ★
uu+
－ ＋ ＋


uo
∵ A而 uo是有限值 ∴ud=0 ，即u+=u∴输入端口相当于短路
——“虚短”
∵ Ri ∴ 输入端口的电流为零 ——“虚断” 注意：工程计算中，通常假设普通运放器件满足理想化条件（实 践证明在大多数场合下不会造成很大的误差），这样做的 好处是“虚短”“虚断”特点可使计算简单。