第三章-差动放大电路及集成运算放大器-第三节集成运算放大器及其应用.ppt

差动放大电路及集成运算放大器由集成运放的“虚断”(i-=0)可得：即：令R=R3//R21//R22//R23，上式为：又根据“虚短”(u+=u-)可得：差动放大电路及集成运算放大器所以当R21=R22=R23=R3时，上式为：当RF=3R1时：可见，同相加法器的输出和输入同相，但同相加法电路中存在共模输入电压（即u+和u-不等于零），因此不如反向输入加法器应用普遍。差动放大电路及集成运算放大器例3-2如图3-22，若R11=R12=10kΩ，R13=5kΩ，RF=20kΩ，ui1=1V，ui2=ui3=1.5V，（1）求输出电压uo。（2）若再设UCC=±15V，ui3=3V，其它条件不变，再求uo。解：（1）根据公式得（2）当ui3=3V时，同样代入上式得uo=－17V，该值已超出UCC=±15V的范围，运放已处于反向饱和状态，故uo=－15V。差动放大电路及集成运算放大器3.3.4.5减法运算如果运算放大器的同、反相输入端都有信号输入，就构成差动输入的运算放大电路，如图3-24所示。它可以实现减法运算功能。图3-24减法运算电路差动放大电路及集成运算放大器根据“虑断”(即i+=i-=0)，由图可得：又据“虑短”概念u-≈u+，故从上列两式可得：则：差动放大电路及集成运算放大器当R1=R2且RF=R3时，上式可化为：上式表示，输出电压uo与两个输入电压的差成正比。当RF=R1时，则得：上式表示当电阻选得适当时，输出电压为两输入电压的差。由以上分析可知，当R1=R2且RF=R3时，电路的电压放大倍数为：差动放大电路及集成运算放大器3.3.4.6积分和微分运算（1）积分电路图3-25积分运算电路积分差动放大电路及集成运算放大器在电工学中我们学过电容元件上的电压uC与电容两端的电荷量q关系为：C=q/u，即q=Cu，根据电流的定义，可得电容上的电流为：iC=，由此得：；。根据以上关系，如果在反相比例运算电路中，用电容C代替电阻RF作为反馈元件，就可以构成积分电路，如图3-25（a）所示。由于是反相输入，且u+=u-=0，所以有：；差动放大电路及集成运算放大器第三章差动放大电路及集成运算放大器3.1差动放大电路3.2负反馈放大电路3.3集成运算放大器及其应用差动放大电路及集成运算放大器3.3集成运算放大器及其应用集成电路的英文缩写为IC。它是利用先进的工艺技术，将各种电子元器件构成的功能电路，制造在一块很小的半导体芯片上而形成的微型电子器件。该技术诞生于二十世纪六十年代初，是电子技术的重要突破。分为线性集成电路和数字集成电路两大类。线性集成电路主要有集成运算放大器、集成功率放大器和集成稳压器等。差动放大电路及集成运算放大器集成运算放大器简称为运放，是发展最早、应用最广泛的一种线性集成电路,它是直接耦合的高倍放大器,它具有高的电压增益，高的输入电阻和低的输出电阻，内部电路采用直接耦合的方式，能放大直流电压和较高频率范围的交流电压。早期的应用主要是模拟数值运算，故称运算放大器。集成运放种类较多，内部电路各有特点，但总体结构大致相同。如图３-13是运放的电路组成框图。框图共分三部分：差动输入级电压放大级输出级偏置电路同相输入端反相输入端输出端图3-13集成运放内部组成电路框图差动放大电路及集成运算放大器第一部分为差动输入级。该级主要任务是提高输入电阻和提高共模抑制比，对集成运算放大器的质量起关键作用。第二部分为中间放大级,采用共射放大电路.主要任务是产生足够大的电压放大倍数，因此它也应具有较高的输入电阻。放大管一般由复合管组成，并采取措施提高集电极负载电阻。如采用恒流源代替Rc,一般的中间放大级的电压增益可达到60dB以上。第三部分为输出级。其主要任务是输出足够大的电流，能提高带负载能力。所以该级应具有很低的输出电阻和很高的输入电阻，一般采用射极输出器的方式。差动放大电路及集成运算放大器3.3.2外形与符号集成运放的外形有圆形、扁平形和双列直插式三种，如图3-14所示。(a)图为圆形，(b)图为扁平形，(c)图为双列直插式。目前常用的双列直插式型号有μA741(8端)、LM324(14端)等,采用陶瓷或塑料封装。图3-14集成运放外形差动放大电路及集成运算放大器常用集成运算放大器μA741与LM324