模拟电子技术基本教程 - 华成英主编

1. 放大倍数：输出量与输入量之比
U A o A uu u U i
I A o A ii i I i
U o A ui I i
I o A iu U i
电压放大倍数是最常被研究和测试的参数
2. 输入电阻和输出电阻
从输入端看进去的 等效电阻
2.2.4 理想运放的工作区域
反馈：将放大电路输出信号（电压或电流）的部分或全部通过
一定的电路（反馈电路）回送到输入回路的反送过程。 引入反馈后，放大电路与反馈电路构成一个闭合环路，所以把
引入了反馈的放大电路叫做闭环放大电路（或闭环系统），而把未
引入反馈的放大电路叫做开环放大电路（或开环系统）。 按照反馈的极性，可以分为正反 馈和负反馈。 正反馈:反馈信号增强输入信号。 负反馈:反馈Βιβλιοθήκη Baidu号削弱输入信号。 判断运放工作状态方法是看电路中引入反馈 的极性，若为负反馈，则工作在线性区；若为 正反馈或者没有引入反馈（开环状态），则运 放工作在非线性状态。
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 (该值接近于电源电压) , 就是－UOM ，即集成运放 工作在非线性区。
uid = ui1 –ui2
若两输入端分别输入大小相等、极性相同的信号，即 ui1 = ui2，这种输入方式称为共模输入，两信号的算术平 均值称为共模信号，用uic表示。uic为。
uic = ui1 ＋ui2
若ui1 ≠ ui2，这种输入方式称为比较输入， ui1、ui2可分 解为一对共模信号及一对差模信号。即：
2.2.3 集成运放的理想化条件
为了简化分析并突出主要性能，通常把集成运放看成理
想的，理想运算放大器应当满足下列条件。 (1) 开环差模电压放大倍数趋于无穷； (2) 输入电阻趋于无穷； (3) 输出电阻趋于零； (4) 共模抑制比趋于无穷； (5) 有无限宽的频带； (6) 当输入端u -= u + 时，uo=0。 目前，集成运放的开环差模电压放大倍数均在 104 以上， 输入电阻达到兆欧数量级，输出电阻在几百欧以下。因此， 作近似分析时，常常对集成运放作理想化处理。
2.2 集成运算放大电路
集成运算放大电路，简称集成运放，是 一个高性能的放大电路。因首先用于信号的 运算而得名。 由于它具有体积小、重量轻、价格低、 使用可靠、灵活方便、通用性强等优点，在 检测、自动控制、信号产生与信号处理等许 多方面得到了广泛应用。
两个 输入端
一个 输出端
2.2.1 差分（动）放大电路的概念
2.3. 理想运放组成的基本运算电路
1. 研究的问题
（1）运算电路：运算电路的输出电压是输入电压某种运算的结果， 如加、减、乘、除、乘方、开方、积分、微分、对数、指数等。 （2）描述方法：运算关系式 uO＝f (uI) （3）分析方法：“虚短”和“虚断”是基本出发点。
2、学习运算电路的基本要求
（1）识别电路； （2）掌握输出电压和输入电压运算关系式的求解方法。
一、放大的概念
VCC
至少一路直流 电源供电
放大的对象：变化量 放大的特征：功率放大
放大的本质：能量的控制与转换
判断电路能否放 大的基本出发点
放大的基本要求：不失真——放大的前提
二、性能指标
对信号而言，任何放大电路均可看成二端口网络。
输入电流 信号源 内阻 信号源 输入电压 输出电压
输出电流
１、线性区 1） u u 理想集成运放两输入端间的电压为0，但又不是短 路，故常称为“虚短”。 2） i i 0 理想运放的两个输入端不取电流，但又不是开路，一 般称为“虚断”。 ２、 非线性区： 当 u u 时， uO U Om ；当 u u 时， uO U Om 。其 中 U Om 是集成运放的正向或反向输出电压最大值。 非线性区“虚断”仍然成立。
Ui Ri Ii
输入电压与 输入电流有 效值之比。
U Uo U Ro ( 1) RL Uo Uo RL
' o ' o
将输出等效 成有内阻的电 压源，内阻就 是输出电阻。
空载时输出 电压有效值
带RL时的输出电 压有效值
3. 通频带
衡量放大电路对不同频率信号的适应能力。 由于电容、电感及放大管PN结的电容效应，使放大电路在 信号频率较低和较高时电压放大倍数数值下降，并产生相移。
集成运放的输入部分是差分放大电路，集成运放也可看成 高性能的差分放大电路。
ui 放大电 路 uo ui1 ui2 差分放大 电路
uo
差分放大电路有二个输入端和输出端。在差动放 大电路的两个输入端分别输入大小相等、极性相反的 信号，即ui1 = -ui2，这种输入方式称为差模输入。两信 号的差值称为差模信号，用uid表示，uid为两输入端输 入信号之差，即
u id u i 1 u ic 2
u id u i 2 u ic 2
差分放大电路只对差模信号才起放大作用，对共模信号 起抑制作用，故称为差分放大电路。
共模抑制比KCMR ：综合考察差分放大电路放大差模信 号的能力和抑制共模信号的能力。其值越大越好。
KCMRR
差模电压增益
Aud Auc
下限频率
f bw f H f L
上限频率
4. 最大不失真输出电压Uom：
不失真的前提下能够输出的最大电压。
5. 最大输出功率Pom和效率η：
大功率
Pom ：在输出信号不失真的情况下，负载上能够获得的最
效率η：放大电路中供电的直流电源能量的利用率
效率等于最大输出功率 Pom与电源消耗功率 PV之比
共模电压增益
Aud
uod
uid
Auc
uoc
uic
根据信号源和负载的接地情况，差分放大电路有四种 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。
2.2.2 集成运放的符号及电压传输特性
集成运放的符号 + ∞ + _
(a)国标符号 (b)习惯画法
运放符号
集成运放的电压传输特性