第10章集成运算放大器资料

反馈信号与输入信号在输入端以电压的形式比较
——串联反馈
io
uf R
ui R
特点：输出电流 io 与负载电阻RL无关
——同相输入恒流源电路或电压-电流变换电路
4 并联电流负反馈
if RF
i1
+
R1
ui
R2
id – +
+
io －
RL
–
R
设输入电压 ui 为正， 各电流的实际方向如图
差值电流 id = i1 – if if 削弱了净输入电流 (差值电流) ——负反馈
第10章 集成运算放大器
10.1 集成运算放大器概述 10.2 反馈的基本概念 10.3 负反馈对放大电路性能的改善* 10.4 理想运算放大器 10.5 基本运算电路 10.6 电压比较器* 10.7 RC正弦波振荡电路*
教学基本要求
1. 了解集成运算放大器的基本组成和电压传输特性； 2. 理解反馈的概念，了解负反馈对放大电路性能的影响； 3. 理解理想运算放大器并掌握其基本分析方法； 4. 理解基本运算电路的工作原理和分析方法； 5. 理解基本电压比较器的组成和电压传输特性； *6. 了解迟滞电压比较器的组成和电压传输特性； *7. 理解自励振荡的条件，了解用集成运算放大器组成的
ui
+ rid + uO
–
2 “虚短路”原则
ui =
u+
–
u– =
uo
Auo
ui
对于理想运放 Auo
, ui 0
+ –
u+
u –
相当于两输入端之间短路
+ uO
运放工作在线性工作状态的必要条件：
必须引入深度负反馈。
2. 理想运放工作在非线性区的分析依据
“虚断路”原则
ii = ruidi
对于理想运放
反馈信号与输入信号在输入端以电压的形式比较
——串联反馈
特点：输入电阻高、输出电阻低
3 串联电流负反馈
+ ui –
u+–d R2
– +
+
io
uo
RL
+
R –uf
设输入电压 ui 为正， 各电压的实际方向如图
差值电压 ud =ui – uf uf 削弱了净输入电压 (差值电压) ——负反馈
反馈电压 uf =Rio 取自输出电流 ——电流反馈
5 43
87
u－ u+
100dB 2
6
uo
3
1 54
－UEE
F007的外部接线和管脚图
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二、 运算放大器的电压传输特性
uo= f ( ui ) , 其中 ui = u+ – u– ui
uO
uO
UOM
UOM
+
– + uo
–Uim 0 Uim
ui
–UOM
实际运放
0
ui
–UOM 理想运放
基本放大电路
A
X o X d
反馈电路
F
X f X o
放大倍数 比较环节X d X i X f
X i + X– f
X d 基本放大 X o
电路A
反馈 电路F
净输入信号 X d X i X f
若三者同相，则
Xd = Xi – Xf 可见 Xd < Xi ，即反馈信号起了削弱净输入信号的 作用（负反馈）。
1. 反馈的分类
引入直流 引入交流
直流反馈：反馈只对直流 分量起作用，反馈元件只 能传递直流信号。
交流反馈：反馈只对交流 分量起作用，反馈元件只
负反馈的 目的：稳 定静态工 作点
负反馈的 目的：改 善放大电 路的性能
能传递交流信号。
负反馈：反馈削弱净输入信号，使放大倍数降低。
正反馈：反馈增强净输入信号， 使放大倍数提高。
并联反馈
特点：输入电阻低、输出电阻低
2 串联电压负反馈
RF
+
ui
–
– uf +
R1
u–d +
– +
R2
+ +
RL
uo –
设输入电压 ui 为正， 各电压的实际方向如图
差值电压 ud =ui – uf uf 削弱了净输入电压 (差值电压) ——负反馈
反馈电压
uf
R1 R1 RF
uo 取自输出电压——电压反馈
RC 振荡电路的工作原理。
10. 1 集成运算放大器概述
10.1.1 集成运放组成
输入级 中间级 输出级
偏置电路
输入级 — 差动放大器 中间级 — 电压放大器 输出级 — 射极输出器或互补对称功率放大器 偏置电路 — 由镜像恒流源等电路组成
集成运算放大器的符号
信号传 输方向
理实想际运放开环 电压放大倍数
反相
u 输入端 – ui
u 同相
输入端 +
AO
输出端
uo
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。
特点：高增益、高可靠性、低成本、小尺寸
u－反相输入－端 －
u+
u+d
同相输入端
+
AO +
Biblioteka Baidu
输出端
uo
输入方式:
• 反相输入 • 同相输入 • 差分输入
集成运放的图形符号
+UCC
781 6 F007 2
直流反馈 稳定静态工作点
3. 反馈的判别
1 并联电压负反馈
if RF
设输入电压 ui 为正，
反反馈u+–i馈信i电1号RR流与12 输iifd入+– 信+Ru号RofL－在取u–+输o自入输端各差i值出f以电值削电电电流电弱流压流的流了)—的实—净—i形d际—输电=式方负入压i1比向反–电反较i如馈f流馈—图(差—
rid
, ii 0
相当于两输入端之间 断路
ii
ui
rid + uO
+
注意: u+ = u– 不一定成立！
10.2 反馈基本概念
反馈：将放大器输出信 号的一部分或全部经反
净输入信号
X i +
X d
输入信号 X– f
馈网络送回输入端。
基本放大 X o 输出信号
电路A
反馈信号
反馈 电路F
反馈系数
反馈放大电路的三个环节：
反馈信号与输入信号串联，即反馈信号与输入 信号以电压形式作比较，称为串联反馈。
反馈信号与输入信号并联，即反馈信号与输入 信号以电流形式作比较，称为并联反馈。
串联反馈使电路的输入电阻增大， 并联反馈使电路的输入电阻减小。
负反馈的类型
电压串联负反馈
交流反馈 负 反 馈
电压并联负反馈 电流串联负反馈 电流并联负反馈
10.4 理想运算放大器
一、理想运放的条件
（1）开环电压放大倍数：
Auo
, ui 0
（2）开环输入电阻：
ri
,
（3）开环输出电阻：
ro
,
（4）共模抑制比KCMRR:
KCMRR
,
二、理想运算放大器的特性
1 “虚断路”原则
ii = ruidi
对于理想运放
rid
, ii 0
相当于两输入端之间断路
ii
2. 负反馈的类型 1) 根据反馈所采样的信号不同，可以分为电压反馈
和电流反馈。 如果反馈信号取自输出电压，叫电压反馈。 如果反馈信号取自输出电流，叫电流反馈。
电压负反馈具有稳定输出电压、 减小输出电阻的作用。
电流负反馈具有稳定输出电流、 增大输出电阻的作用。
2) 根据反馈信号在输入端与输入信号比较形式的 不同，可以分为串联反馈和并联反馈。