模擬電子技術(shù)基本教程第2章(14)集成運(yùn)放

1、 2.1 放大的概念和電路主要指標(biāo)放大的概念和電路主要指標(biāo) 2.1.1 放大的概念放大的概念u放大的對(duì)象放大的對(duì)象：變化量變化量 ( (常用正弦波作測(cè)試信號(hào)常用正弦波作測(cè)試信號(hào)) )u放大的本質(zhì)放大的本質(zhì)：能量的控制和轉(zhuǎn)換能量的控制和轉(zhuǎn)換 在輸入信號(hào)的作用下，通過(guò)放大電路，在輸入信號(hào)的作用下，通過(guò)放大電路，將直流電將直流電源的能量轉(zhuǎn)換成負(fù)載所獲得的能量源的能量轉(zhuǎn)換成負(fù)載所獲得的能量，使負(fù)載上獲得的，使負(fù)載上獲得的能量大于信號(hào)源提供的能量。能量大于信號(hào)源提供的能量。第第2章章 集成運(yùn)放及其基本運(yùn)用集成運(yùn)放及其基本運(yùn)用oiuuUAUoiiiIAIioIUAuiioUIAiu（2）輸入電阻和輸出電阻

2、輸入電阻和輸出電阻 放大電路作為信號(hào)源（前級(jí)）的負(fù)放大電路作為信號(hào)源（前級(jí)）的負(fù)載，載，輸入電阻輸入電阻是衡量其負(fù)載效應(yīng)的參數(shù)是衡量其負(fù)載效應(yīng)的參數(shù)輸入電阻輸入電阻Ri輸入電阻越大，從其前級(jí)取得的電流越小，對(duì)前級(jí)的影響越小。輸入電阻越大，從其前級(jí)取得的電流越小，對(duì)前級(jí)的影響越小。iiiURI輸出電阻輸出電阻Ro 對(duì)負(fù)載來(lái)說(shuō)對(duì)負(fù)載來(lái)說(shuō),放大器的輸出端口等放大器的輸出端口等效為一個(gè)信號(hào)源，其內(nèi)阻就是放大電路效為一個(gè)信號(hào)源，其內(nèi)阻就是放大電路的輸出電阻，的輸出電阻，根據(jù)戴維南定理，根據(jù)戴維南定理， 為開(kāi)路電壓為開(kāi)路電壓oUOLOLOURRRU由分壓公式由分壓公式ooLoUR = (-1)RU得得Hf

3、上上限限頻頻率率mAbwfLHbwfffL下限頻率f之之間間的的頻頻率率范范圍圍。與與 f fLHVomPP )(odONPuuAu( 1 ) : OOPNPNoduu u- u= 0 : u= uA即( 2 ) 即PNIPNidu- u i = 0 : i= i= 0Ruu)uu(AuoooA0orirRuiiRFoFRuiRRuuAFiou12ii I134242O/uRRRRRRuI11ui R32423RiiRR 32404/ RRRui3233240/RRRRRRu用用R2、R3、R4網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)Rf可用低阻值可用低阻值R2、R3、R4獲得獲得高增益高增益iFo)uRR(1uRR1uuA

4、Fioui io ou uu uNofRuuR+ R 方法一：節(jié)點(diǎn)電流法方法一：節(jié)點(diǎn)電流法3I32I21I1R3R2R1FRuRuRuiiii0uu NPN為為“虛虛地地”節(jié)節(jié)點(diǎn)點(diǎn))RuRuRu(RRiu3I32I21I1ffFO方方法法二二：利利用用疊疊加加原原理理I33fI22fI11fOuRRuRRuRRu ou? o ou ui11fuRR)RuRuRu(RRRRRRu3I32I21I1PfffO43213i32i21i1PR1R1R1R1RuRuRuu)RuRuRu(R)RR(1 u)RR(1u3I32I21I1PfPfO)(:,3I32I211IfORuRuRuRuRRNP則若 u

5、)RR(1uPfO 由同相比例運(yùn)算由同相比例運(yùn)算點(diǎn)節(jié)點(diǎn)電壓方程：點(diǎn)節(jié)點(diǎn)電壓方程：列列P4321PR1R1R1R1R1令令 )RuRuRu(Ru3I32I21I1PP 得得)RuRuRu(RRR 3I32I21I1NPf單單獨(dú)獨(dú)作作用用：1Iu1I4321432PuRRRRRRRu 用用分分壓壓公公式式得得：? u? u3I2I單單獨(dú)獨(dú)作作用用：?jiǎn)螁为?dú)獨(dú)作作用用：1I4321432f1OuRRRRRRR)RR1 (u ? uuu3I2I1I共共同同作作用用：、1 ifOuRRuRRuuuuuAfi1i2OiOuf2ifffPfOu)RRR)(RR1 (u)RR1 (u)uu(RR u)RRR)(

6、RR1 (uRRuuu1 i2if2ifff1 ifOOO)u(uRRu i1i2fO2iffPuRRRuI2fOfI1ffuRRRuRRRuRRR)(I1I2fOuuRRuffO1 iNR1R1RURUuOfI1ffuRRRuRRRF FF FO OI I1 1I I2 212RRu(uu )RR F FF FO OI I3 3I I4 434RRu(uu)RR I3I4I1I2I3I4I1I2OFOF003412uuuuuuuR ()RRRRf21fO2i21i1NR1R1R1RuRuRuu5434i43i3PR1R1R1RuRuu自自己己推推導(dǎo)導(dǎo)結(jié)結(jié)果果同同學(xué)學(xué)可可 uuPN這這時(shí)時(shí)的的

7、結(jié)結(jié)果果又又如如何何？i112i112O1uR2R1)u/2RR(1ui213i213O2uR2R1)u/2RR(1uI12I2I112O2O1)21()(21(uRRuuRRuu O1462O46757OuRRu)RR1 (RRRu)uu(RRuO21O46OI1246Ou)RR21 (RRu得：得：代入代入將（將（ )uuO21O例例2 2：求求v0的數(shù)值。的數(shù)值。解：解：V833221101IfIfIfvRRvRRvRRv64)6(4243)241 (02v01020126)1261 (vvvV901022123vvV219R3R3R6R6R5R5R4R4R7R7R8R8R1R1R2R2

8、+ + +ui iu u0 0+ +- - - -R1R1R2R2 fV i12o1VRRVf12o1VRR1V i12f12o1o1o1VRRV)RR(1VVV o878565434fVRRRRRRRRRV o1V i12f1212o112oVRRV)RR(1RRVRRVioVKV RR tuRCtiCuuCCd1d1IOdtduCiCC)(d10IIOttRCUtuRCu tUu sinmI tRCUttURCu cosdsin1mmO RCU m 2 3t dudRCRiRiuiCROIu)f(uuIOvIOT 2 3 4 ttvOVOHOVOLREF212I211NURRRuRRRu:

9、根根據(jù)據(jù)疊疊加加原原理理REF12TIPNURRUu , 0uu求出閾值電壓求出閾值電壓令令I(lǐng)uOuIuOuTOM211PUURRRUTOM211PU)U(RRRUREF212OM211TURRRURRRUREF212OM211TURRRURRRU1pREFoREF12RUU(UU)RR 12OMREF1212RR( U)URRRRR212om2111TURRRURRRUR212om2112TURRRURRRUO212I211PuRRRuRRRu0uuRRRuRRRu NO212I211P令令OM12TURRU得得閥閥值值電電壓壓本章結(jié)束下一章下一章1Ou1Ou當(dāng)當(dāng) uI 高于高于 UREF2

10、 而低于而低于 UREF1 時(shí)時(shí) ，運(yùn)放，運(yùn)放 A1、 A2 均輸出均輸出低電平，二極管低電平，二極管 VD1 、VD2 均均截止，輸出電壓截止，輸出電壓 uO 為低電平；為低電平；上門限電平上門限電平 UTH = UREF1 ；下門限電平下門限電平 UTL = UREF2 。uIuOOUTHUTL綜上所述，雙限比較器在輸入信號(hào)綜上所述，雙限比較器在輸入信號(hào) uI UREF1 時(shí)，輸出為高電平；而當(dāng)時(shí)，輸出為高電平；而當(dāng) UREF2 uI UREF1 時(shí)，輸時(shí)，輸出為低電平。出為低電平。改進(jìn)電路圖：高輸入電阻差分比例運(yùn)算電路改進(jìn)電路圖：高輸入電阻差分比例運(yùn)算電路I1IF1o1)1 (uRRuI

11、23F2o13F2o)1 (uRRuRRu若若R1 = RF2，R3 = RF1)(1 (I1I23F2ouuRRuZREFTZREFTPNZREFPINURRRURRRUURRRURRRUuuURRRURRRuuu21121222112121211212,求出閾值電壓令例例8.2.2已知輸入波形和電壓傳輸特性，分析輸出電壓的波形。已知輸入波形和電壓傳輸特性，分析輸出電壓的波形。 波形圖波形圖 UZ 9VV3URRRUZ211T滯回比較器電路滯回比較器電路uO /Vt0+9-9第2章 集成運(yùn)放及其基本運(yùn)用本章重點(diǎn)本章重點(diǎn)1.各種基本單元運(yùn)算電路及綜合運(yùn)算各種基本單元運(yùn)算電路及綜合運(yùn)算2.電壓比較器的傳輸特性電壓比較器的傳輸特性本章討論的問(wèn)題：本章討論的問(wèn)題：1、什么是理想運(yùn)放？指標(biāo)參數(shù)有哪些？、什么是理想運(yùn)放？指標(biāo)參數(shù)有哪些？2、為什么在運(yùn)算放大電路中集成運(yùn)放必須工作在線性區(qū)？、為什么在運(yùn)算放大電路中集成運(yùn)放必須工作在線性區(qū)？ 為什么理