2016模拟电路基础（电工版）授课教案：集成运算放大器的应用（一）.docVIP

模拟电路基础授课教案 集成运算放大器的应用（一） 目标：1.记住集成运放理想化条件 2.了解负反馈对集成运放性能的影响 3.理解集成运放的两个特性（虚短、虚断） 4.掌握反相输入放大电路和同向输入放大电路 集成运算放大器的应用概述 回顾旧知：集成运算放大器的组成、符号、主要参数及特性。 集成运算放大器的应用十分广泛，包括什么？什么是集成运算放大器最基本的应用电路？ 集成运算放大器有哪两种闭环工作方式？其各自应用范围是？ 集成运放理想化条件 理想运放：Aod→∞ Rid→∞ Rod=0 UIO=0 IIO=0 KCMR→∞ BW→∞ 实际运放达不到。当运放低频小信号情况下，分析时视为理想运放。 集成运放线性应用条件及其特性 1.集成运放线性应用的必要条件 将集成运放接成负反馈组态（Negative freed back configration）。 2.负反馈对集成运放性能的改善 ①减少失调及其温漂对输出的影响，反馈越深，失调及温漂对输出的影响越小；②提高放大倍数精度及稳定度；③将带宽扩展（1+AF）倍；④使输入电阻、输出电阻、失真度等性能得到改善。 3.理想集成运放线性应用时具有两个特性：虚短和虚断。 （1）虚短：Aod→∞ =0 （2）虚断：Rid→∞ i+=i-=0 注意：虚短不能认为两个输入端短路，因为实际上的uID不可能等于零，虚断也不能认为是开路，因为实际上iID不可能等于零。 集成运放线性应用基本电路 1.反相输入放大电路 电路组成 反相输入放大电路如图4.2.1所示。Rf为反馈电阻，构成电压并联负反馈组态。图中电阻RP称为直流平衡电阻，以消除静态时集成运放内输入级基极电流对输出电压产生影响，进行直流平衡，且Rp=R1∥Rf。 图4.2.1反相输入放大电路 “虚地”概念 根据虚断，虚断概念有： ii=if， u-=u+=0，因集成运放两输入端的电位均为零，但它们并没有真正直接接地，故称之为“虚地”（Virtucal ground） ，“虚地”是“虚短”的特例。 估算 ， ，输出电压与输入电压相位相反，且成比例关系，故又称为反相比例放大器。 反相器 若取R1=Rf ，则 Auf=-1，即电路的uo与ui大小相等，相位相反，称此时的电路为反相器。 、Ro估算 由于“虚地”，故放大电路的输入电阻。 输出电阻为Ro=0 。 2.同相输入放大电路（Noninvering proportional circuit） 1）电路组成 同相输入放大电路如图4.2.2所示，Rf 为反馈电阻，Rf与R1使运放构成电压串联负反馈电路。 图4.2.2 同相输入放大电路 2）估算 由虚断,虚短性质可列出：，则。 3）电压跟随器 当R1→∞,则Auf=1，即uo 与ui 大小相等，相位相同，称此电路为电压跟随器，电路如图4.2.3所示。其实用电路还有其它两种形式，电路如图4.2.4所示。图4.2.4(b)电路在同相输入端加一隔离电阻，防止因输入电阻过高而引人周围电场的干扰，Ri=R 。 图4.2.3 电压跟随器 电压跟随器与射极跟随器类似，但其跟随性能更好，输入电阻更高、输出电阻为零，常用作变换器或缓冲器。在电子电路中应用极广。 4）、Ro估算 同相输入放大器的输入电阻Ri→∞，输出电阻Ro=0 。由于二输入端存在共模输入电压，因此必须选用共模抑制比高的集成运放。 图4.2.4 电压跟随器其它形式电路 集成运放理想化条件在理解的基础上进行记忆。 复习理想集成运放的特性：虚短、虚断，重在理解。 画出反相输入基本放大电路图，并写出输入和输出电压的关系式。 画出反相输入基本放大电路图，并写出输入和输出电压的关系式。 2