第2章运算放大器讲述.ppt

2.1 集成电路运算放大器 2.2 理想运算放大器 2.3 基本线性运放电路 2.4 同相输入和反相输入放大电路的其他应用 1. 集成电路运算放大器内部组成单元 Avo＝Avo1Avo2是运放开环电压增益，即运放由输出端无外接反馈元件时的电压增益。 2.1 集成电路运算放大器 差分放大输入级 中间电压放大级 输出功率放大级 偏置电路 2.1 集成电路运算放大器 1. 集成电路运算放大器的内部组成单元 图2.1.2 运算放大器的代表符号 （a）国家标准规定的符号 （b）国内外常用符号 反相输入端 vN 同相输入端 vP 输出端vo 2. 运算放大器的电路模型 图2.1.3 运算放大器的电路模型 通常： 开环电压增益 Avo的≥104 （很高） 输入电阻 ri ≥ 106Ω （很大） 输出电阻 ro ≤100Ω （很小） vO＝Avo(vP－vN) （ V－＜ vO ＜V＋ ） 3.运算放大器的电压传输特性 当Avo(vP－vN) ?V＋ 时 vO＝ V＋ 正饱和 当Avo(vP－vN) ? V-时 vO＝ V- 负饱和 电压传输特性 vO＝ f (vP－vN) 线性区 设vPvN 当V- ? Avo(vP－vN) ? V＋ 时 vO＝Avo(vP－vN) 非线性区 限幅区 Avo——斜率 例2.1.1 运放的开环电压增益Avo=2×105, 输入电阻ri＝0.6MΩ，电源电压V+＝＋12V，V-＝－12V。 2.2 理想运算放大器 1. vO的饱和极限值等于运放的电源电压V＋和V－ 2. 运放的开环电压增益很高 若（vP－vN）＞0 则 vO= +Vom=V＋ 若（vP－vN）＜0 则 vO= –Vom=V－ 3. 若V－ vO V＋ ，则 （vP－vN）?0 4. 输入电阻ri的阻值很高  使 iP≈ 0、iN≈ 0 5. 输出电阻很小， ro ≈ 0 图2.2.1 运放的简化电路模型 虚短、虚断 2.2 理想运算放大器 工作在线性区域 深度负反馈 工作在非线性区域－饱和区域 开路或正反馈 2.3.1 同相放大电路 1. 基本电路 Avo(vp-vn) + vid _ 减小了 反馈 负 虚短 虚断 2.3 基本线性运放电路 P326 P329 2.几项技术指标的近似计算 (1) 闭环电压增益Av (2) 输入电阻Ri (3) 输出电阻Ro （可作为公式直接使用） 2.3.1 同相放大电路 同相比例运算电路 适用条件：vi=vp=vn。 3. 电压跟随器 根据虚短和虚断有 vo＝vn≈ vp＝ vi （可作为公式直接使用） 2.3.1 同相放大电路 电压跟随器的作用 无电压跟随器时 负载上得到的电压 有电压跟随器时 ip≈0，vp＝vs 根据虚短和虚断有 vo＝vn≈ vp＝ vs 阻抗变换器或缓冲器 2.3.1 同相放大电路 同相比例运算电路 基本电路 实用电路 补偿电阻 增益不变 由运放引入负反馈而得到的虚短和虚断两个重要概念，是分析由运放组成的各种线性应用电路的利器，必须熟练掌握。 解：利用虚短和虚断 的概念有： 解：依题意，设计如图 P47 2.3.5 电路如图所示，设运放是理想的，三极管T的VBE=VB-VE=0.7V。（1）求出三极管的c、b、e各极的电位值；（2）若电压表的读数为200mV，试求三极管放大系数β=IC / IB 值。 解：（1）利用虚短的概念，c、b、e各极电位为 （2）三极管的β值 2.3.2 反相放大电路 1.基本电路 (1)电压增益 (2)输入电阻 (3)输出电阻 （可作为公式直接使用） 反相比例运算电路 虚地的存在是反相放大电路在闭环工作状态下的重要特征。 2.3.2 反相放大电路 反相比例运算电路 实用电路 补偿电阻 增益不变 图2.3.6 含有T型网络的反相放大电路 例 2.3.2 解：利用虚断、虚短、虚地等概念有： (1)电压增益 (2)作为话筒的前置放大电路 (3)直接用R2代替T形网络 当R2 R3时， （1）试证明VS＝( R3R1/R2 ) IM 解:（1）根据虚断有 II =0 所以 I2 = IS = VS / R1 例2.3.3直流毫伏表电路 （2）R1＝R2＝150k?，R3＝1k?，输入信号电压VS＝100mV时，通过毫伏表的最大电流IM(max)＝？ 又根据虚短有 VP