基本集成運算放大電路

1、基本集成運算放大電路2022/9/71第1頁，共20頁，2022年，5月20日，12點37分，星期二復(fù)習(xí)提問1、集成運放的組成2、輸入級，中間級，輸出級各采用什么電路？為什么？ 答 :輸入級采用差分放大電路，能有效的抑制“零漂”。 中間級由多級電壓放大電路組成，主要使運放獲得高的放大倍數(shù)，是集成運放的主要放大級。 輸出級為輸出阻抗低，帶負載能力強的互補推挽功率放大器，使電路具有一定的輸出功率去推動負載。輸入級中間級輸出級反相輸入端同相輸入端輸出端2022/9/72第2頁，共20頁，2022年，5月20日，12點37分，星期二3、什么是“虛短”？什么是“虛斷”？（1）理想運放兩輸入端電位相等，即

2、由可知 因 ，而uo為有限值，所以即 上式表明運放的兩輸入端電位相等，P點與N點相當(dāng)于“短路”，但電路內(nèi)部并未真正短路，這種現(xiàn)象稱為“虛短”。 2022/9/73第3頁，共20頁，2022年，5月20日，12點37分，星期二（2）理想運放的輸入電流為零，即因為差模輸入電阻 ，而輸入電壓 和 均為有效值，輸入端電流為輸入電壓與輸入電阻的比值，所以輸入電流趨近于零，即 上式表明運放的輸入端電流為零，相當(dāng)于輸入端“斷路”，但并未真正斷開，所以稱為“虛斷”。2022/9/74第4頁，共20頁，2022年，5月20日，12點37分，星期二1、電路結(jié)構(gòu)一、反相比例運算電路 如圖所示，輸入電壓通過 接到運放

3、的反相輸入端 ，在反相輸入端與輸出端之間接有反饋電阻 ，構(gòu)成深度電壓并聯(lián)負反饋，使運放工作在線性放大狀態(tài)。為了保證運放的輸入端對稱，在同相輸入端與地之間接平衡電阻 且R2=R1Rf。結(jié)構(gòu)特點：反饋引到反相輸入端，信號從反相端輸入。2022/9/75第5頁，共20頁，2022年，5月20日，12點37分，星期二平衡電阻，使輸入端對地的靜態(tài)電阻相等，保證靜態(tài)時輸入級的對稱性。2. 電路的輸入電阻ri=R1R2 =R1 / Rf為保證一定的輸入電阻，當(dāng)放大倍數(shù)大時，需增大Rf，而大電阻的精度差，因此，在放大倍數(shù)較大時，該電路結(jié)構(gòu)不再適用。2022/9/76第6頁，共20頁，2022年，5月20日，1

4、2點37分，星期二（1）電路中的元件：（2）分析Rf的作用：引入電壓并聯(lián)負反饋3、電路分析 （1）分析 與 的大小，：根據(jù)“虛斷”的特性，（2）分析 與 的大小，因為 ，R2兩端的電壓為0，即 ，根據(jù)“虛短”的特性， 2022/9/77第7頁，共20頁，2022年，5月20日，12點37分，星期二由電路可知根據(jù)“虛斷”，有R2上無電流流過，使由“虛短”可得則2022/9/78第8頁，共20頁，2022年，5月20日，12點37分，星期二上式整理可得電路的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)為(5-8)(5-9)當(dāng)時，即2022/9/79第9頁，共20頁，2022年，5月20日，12點37分，星期二 (5-8)式表

5、明了電路的輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系，它們的相位相反，大小成一定的比例，所以稱為反向比例運算放大器。（5-9）式說明：電路的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)由反饋電阻Rf和輸入電阻R1的比值決定，與運放的參數(shù)無關(guān)。所以只要適合地選取R1和Rf的值，就可以得到需要的閉環(huán)放大倍數(shù)，并且因Rf的深度負反饋作用使電路的工作穩(wěn)定。 當(dāng) 時，電路稱為反相器。2022/9/710第10頁，共20頁，2022年，5月20日，12點37分，星期二1、電路結(jié)構(gòu)二、同相比例運算電路 如圖所示，輸入信號ui經(jīng)R2送到同相輸入端，輸出信號經(jīng)反饋電阻Rf反饋到反相輸入端。為了使輸入端的阻抗平衡，同相輸入端電阻R2的取值為：結(jié)構(gòu)特點：負反饋

6、引到反相輸入端，信號從同相端輸入。2022/9/711第11頁，共20頁，2022年，5月20日，12點37分，星期二2、閉環(huán)電壓放大倍數(shù)Auf在理想運放中，因為“虛斷”，所以 根據(jù) 則即由于所以（5-10）（5-11）2022/9/712第12頁，共20頁，2022年，5月20日，12點37分，星期二 從（5-10）式和（5-11）式可知：輸出電壓uO與輸入電壓ui同相且成比例關(guān)系，所以電路可以完成同相比例運算。 由（5-10）式和（5-11）式可得：（5-12) 上式為同相比例運算放大器的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)，它也與集成運放本身的參數(shù)無關(guān)，2022/9/713第13頁，共20頁，2022年，5

7、月20日，12點37分，星期二例題解析 如右圖所示，已知輸入電壓uo=1V,電阻R2=1.6K，Rf=8k。求：（1）輸入信號ui的大??；（2）電阻Rf的值。 解：（1）電路的閉環(huán)電壓放大倍數(shù)為因為所以2022/9/714第14頁，共20頁，2022年，5月20日，12點37分，星期二三、電壓跟隨器_+uiuo1、電路結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點：輸出電壓全部引到反相輸入端，信號從同相端輸入。電壓跟隨器是同相比例運算放大器的特例。此電路是電壓并聯(lián)負反饋，輸入電阻大，輸出電阻小，在電路中作用與分離元件的射極輸出器相同，但是電壓跟隨性能好。2022/9/715第15頁，共20頁，2022年，5月20日，12點37分，星期二隨堂練習(xí)已知電路如圖所示，求輸出電壓uo，并說明輸入級的作用。第二級為反相比例運算電路2022/9/716第16頁，共20頁，2022年，5月20日，12點37分，星期二（2）由兩輸入端的阻抗平衡有即解得：2022/9/717第17頁，共20頁，2022年，5月20日，12點37分，星期二已知電路如圖所示， 求輸出電壓uo。2022/9/718第18頁，共20頁，2022年，5月20日，12點37分，星期二課堂小結(jié)【1】反向比例運算電路和同相比例運算的電路結(jié)構(gòu)?！?】“虛斷”和“虛短”分別在反比例運算和同相比例運算中的推導(dǎo)過程。【3】反向比例和同相比例的運放