第16章集成运算放大器

河北工业大学课程教案

200 7 ～ 200 8 学年 第 2 学期

学 院 （ 部 ） 电气与自动化学院 系 （教 研 室 ） 电工电子教学中心 课 程 名 称 电工与电子技术（二）

任课专业、年级、班级 土木

主 讲 教 师 姓 名 黎霞

职 称 、 职 务 讲师

使 用 教 材 电工学（第六版）

电工与电子技术（二）课程说明

一、课程基本情况

课程类别：技术基础课

总学时： 64

实验、上机学时：20

二、课程性质

本课程是高等学校非电类各专业本科生必修的一门技术基础课，它是学生系统学习电工、电子技术理论和培养、掌握基本实验技能的重要技术基础课程。随着科学技术的发展，电工与电子技术的应用日趋广泛且日益渗透到工程领域的各学科及相关专业，在国民经济的发展中占有越来越重要的地位。

三、课程的教学目的和基本要求

通过电工技术、电子技术课程的学习，使学生获得必要的基本理论、基本知识和基本操作技能，了解电工、电子技术的应用和我国电工、电子技术的发展概况，为与电工、电子技术相关联的后续课程的学习奠定必要的理论基础。提高学生从事与所修专业相关联的工程技术中电与非电接口知识的运用能力。

四、本课程与其它课程的联系

本课程作为高数和物理课程的工程应用实例，同时也为后续模拟电子技术、数字电子技术、PLC控制、测控技术、电机等课程奠定了理论基础。

电工与电子技术（二）课程教案

授课题目（教学章、节或主题）：

课时安排4学时

第十六章 集成运算放大器 授课时间第11 周

教学目的和要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）：

1．掌握：集成运算放大气的线性应用和非线性应用的基本条件和分析依据；集成运放线性应用的三种基本输入方式及其电路的特点；集成运放负反馈类型的判断

2．熟悉：比例放大、反相器、同相器、加法器、减法器、积分器、微分器等基本运算放大电路的结构、工作原理、特点和功能及有这些电路组成的其他电路

3．了解：集成运算放大器的基本组成和特点、各主要参数的意义；由运放构成的电压比较器的工作原理。

教学内容（包括基本内容、重点、难点）：

1．基本内容：集成运放的组成和特点、主要参数、理想化条件、信号运算方面的应用

2．重点：集成运算放大气的线性应用的基本电路结构、运算关系及主要特点

3．难点： 运放线性应用和非线性应用的特点及分析方法

讲课进程和时间分配：

16．1 集成运放的简介 1学时

16．2 运放在运算方面的应用（1）：比例、加法、减法运算 1学时

16．2运放在运算方面的应用（2）：积分、微分 1学时

16．3．3 运放在信号处理方面的应用:电压比较器 0.5学时

17．2 放大电路的负反馈 0.5学时

授课内容：

集成电路是相对于分立电路而言的，就是把整个电路的各元件以及相互之间的联接同时制造在一块半导体芯片上，组成一个不可分割的整体。它与分立元件联成的电路比较，体积更小，重量更轻，功耗更低，又由于减少了电路的焊接点而提高了工作的可靠性。本章所讨论的集成运算放大器是具有高开环放大倍数并带有深度负反馈的多级直接耦合放大电路。由于它首先应用于电子模拟计算机上，作为基本运算单元，完成加减、积分和微分、乘除等数学运算，故由此得名，现在运算放大器的应用远远地超出模拟计算机的界限，在信号运算、信息处理、信号测量及波形产生等方面获得广泛应用。

16．1 集成运放的简介

16．1．1 、16.1.2、16.1.3自学及简介

输入级：提高运放质量的关键。要求γi高，能减少零漂和抑制干扰，差放。

中间级：进行电压放大，要求A u高，一般由多级共射电路组成。

输出级：带负载能力强γo低，射极输出器，OCL,OTL。

偏置电路：为各级电路提供稳定、合适的偏置电流，决定各级的静态工作点，由各种恒流源电路构成。

集成运放的外形及结构如图16.1.2所示,介绍集成运放的电路符号及各管脚的意义、主要参数 16.1.4 理想运算放大器及其分析依据

理想运放符号如下图。

它有两个输入端和一个输出端，反相输入端标上“－”号，同相输入端标上“＋”等，它们对地的电压分别为u－、u＋和u0，“∞”表示开环电压放大倍数的理想化条件。

1、理想化的条件：

开环电压放大倍数Au0→∞

差模输入电阻r id→∞

开环输出电阻r0→0

共模抑制比K CMRR→∞

2、电压传输特性

由虚短虚断

此图为过零比较器

例题：P124 习题16.3.2

当u↑为正弦波时，u0为矩形波电压。可见该电路可以进行波形的变化。电压比较器的应用还是相当宽泛的，作为电平、温度、压力的检测电路。

17.2运算放大器电路中的负反馈

反馈在科学技术领域中的应用很多，负反馈可以有效地提高电路工作的稳定性，克服元器件本身的一些缺陷，由于运放的开环放大倍数很高，为了使运放工作在线性区必须引入深度负反馈，使得整个电路的放大倍数于运放无关，而只取绝于构成闭环的电阻。负反馈类型分为四种：串联电压、并联电压、串联电流、并联电流。对于运放负反馈类型的判定，有如下的结论：

1、电压反馈：反馈信号直接从输出端引出，也就是反馈信号取自输出电压，否则为电流反馈。

2、串联：输入信号和反馈信号在输入端以电压的形式作比较，加在不同的输入端。

并联：输入信号和反馈信号在输入端以电流的形式作比较，加在同一个输入端。

3、对于单级运放电路，根据瞬时极性法进行综合判断，反馈信号使输入信号减小，直观上若引

回到反相输入端即为负反馈。

如图，根据上述结论，该电路为电流并联负反馈