第4章集成運(yùn)算放大電路課件

模擬電子技術(shù)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院電工電子教研室.模擬電子技術(shù)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院電工電子教研室.第4章集成運(yùn)算放大電路4-1概述

4-2集成運(yùn)算放大電路的線性應(yīng)用

4-3集成運(yùn)算放大電路的非線性應(yīng)用

.第4章集成運(yùn)算放大電路4-14-1概述運(yùn)算放大器實(shí)際上就是一個(gè)高增益的多級直接耦合放大器，由于它最初主要用作模擬計(jì)算機(jī)的運(yùn)算放大，故至今仍保留這個(gè)名字。集成運(yùn)算放大器則是利用集成工藝，將運(yùn)算放大器的所有元件集成制作在同一塊硅片上，然后再封裝在管殼內(nèi)。集成運(yùn)算放大器簡稱為集成運(yùn)放。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，集成運(yùn)放的各項(xiàng)性能不斷提高，目前，它的應(yīng)用領(lǐng)域已大大超出了數(shù)學(xué)運(yùn)算的范疇。使用集成運(yùn)放，只需另加少數(shù)幾個(gè)外部元件，就可以方便地實(shí)現(xiàn)很多電路功能?？梢哉f，集成運(yùn)放已經(jīng)成為模擬電子技術(shù)領(lǐng)域中的核心器件之一。.4-1概述運(yùn)算放大器實(shí)際上就是一個(gè)高增益集成運(yùn)放的總體結(jié)構(gòu).集成運(yùn)放的總體結(jié)構(gòu).1.原理電路：簡單的集成運(yùn)放.1.原理電路：簡單的集成運(yùn)放.＋－u-－u+uo2.符號.＋－u-－u+uo2.符號.3.集成運(yùn)放的特點(diǎn)：電壓增益高輸入電阻大輸出電阻小.3.集成運(yùn)放的特點(diǎn)：電壓增益高輸入電阻大輸出電阻小.AB通用型集成運(yùn)放F007.AB通用型集成運(yùn)放F007.1.輸入級輸入級的性能好壞對提高集成運(yùn)放的整體質(zhì)量起著決定性作用。很多性能指標(biāo)，如輸入電阻、輸入電壓（包括差模電壓、共模電壓）范圍、共模抑制比等，主要由輸入級的性能來決定。在圖中，T1～T7以及R1、R2、R3組成F007的輸入級。其中，T1～T4組成共集—共基復(fù)合差動(dòng)放大器（V1、V2為共集電路，V3、V4為共基電路），構(gòu)成整個(gè)運(yùn)放的輸入電路。.1.輸入級.2.偏置電路在集成運(yùn)放中，為了減少靜耗、限制溫升，必須降低各管的靜態(tài)電流。而集成工藝本身又限制了大阻值偏置電阻的制作，因此，集成運(yùn)放多采用恒流源電路作為偏置電路。這樣既可使各級工作電流降低，又可使各級靜態(tài)電流穩(wěn)定。F007中采用的恒流源電路是“鏡像電流源”及“微電流源”電路。.2.偏置電路...3.中間級中間級是由T16、T17組成的復(fù)合管共射放大電路，其輸入電阻大，對輸入級的影響??；其集電極負(fù)載為有源負(fù)載（由恒流源T13組成），而T13的動(dòng)態(tài)電阻很大，加之放大管的β很大，因此中間級的放大倍數(shù)很高。此外，在T16、T12的集電極與基極之間還加接了一只約30pF的補(bǔ)償電容，用以消除自激。.3.中間級.4.輸出級F007的輸出級主要由三部分電路組成：互補(bǔ)對稱電路；UBE擴(kuò)大電路；過載保護(hù)電路。.4.輸出級.1.輸入失調(diào)電壓UOS實(shí)際的集成運(yùn)放難以做到差動(dòng)輸入級完全對稱，當(dāng)輸入電壓為零時(shí),輸出電壓并不為零。規(guī)定在室溫（25℃）及標(biāo)準(zhǔn)電源電壓下，為了使輸出電壓為零，需在集成運(yùn)放兩輸入端額外附加的補(bǔ)償電壓稱為輸入失調(diào)電壓UOS。UOS越小越好，一般約為0.5～5mV?；炯夹g(shù)指標(biāo).1.輸入失調(diào)電壓UOS基本技術(shù)指標(biāo).2.輸入失調(diào)電流IOSIOS是當(dāng)運(yùn)放輸出電壓為零時(shí)，兩個(gè)輸入端的偏置電流之差，IOS=|IB1IB2|。它是由內(nèi)部元件參數(shù)不一致等原因造成的。IOS越小越好，一般為1nA～10μA。3.輸入偏置電流IBIB是當(dāng)輸出電壓為零時(shí)，流入運(yùn)放兩輸入端靜態(tài)基極電流的平均值IB=(IB1+IB2)/2。該值越小，信號源內(nèi)阻變化時(shí)引起輸出電壓的變化越小，因此，IB越小越好，一般為1nA～100μA。.2.輸入失調(diào)電流IOS.4.開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aod集成運(yùn)放在開環(huán)時(shí)（無外加反饋時(shí)）輸出電壓與輸入差模信號電壓之比稱開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aod。它是決定運(yùn)放運(yùn)算精度的重要因素，常用分貝（dB）表示，目前最高值可達(dá)140dB以上。5.共模抑制比KCMRRKCMRR是差模電壓放大倍數(shù)與共模電壓放大倍數(shù)之比，即KCMRR=|Aod/Aoc|，其含義與差動(dòng)放大器中所定義的KCMRR相同，高質(zhì)量的運(yùn)放KCMRR可達(dá)160dB。.4.開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aod.

6.輸入失調(diào)電壓溫漂dUIO/dt和輸入失調(diào)電流溫漂dIIO

/dt在規(guī)定的工作溫度范圍內(nèi)，輸入失調(diào)電壓對溫度的變化率稱為輸入失調(diào)電壓溫漂，用以表征UOS受溫度變化的影響程度，一般為1～50μV/℃，好的可達(dá)0.5μV/℃。在規(guī)定的工作溫度范圍內(nèi)，輸入失調(diào)電流對溫度的變化率稱為輸入失調(diào)電流溫漂，用以表征IOS受溫度變化的影響程度，一般為1～5nA/℃，好的可達(dá)pA/℃數(shù)量級。.6.輸入失調(diào)電壓溫漂dUIO/dt和輸入失7.最大共模輸入電壓UIcmaxUIcmax是在線性工作范圍內(nèi)集成運(yùn)放所能承受的最大共模輸入電壓。超過此值，集成運(yùn)放的共模抑制比、差模放大倍數(shù)等會顯著下降。8.最大差模輸入電壓UIdmaxUIdmax是運(yùn)放同相端和反相端之間所能承受的最大電壓值。輸入差模電壓超過UIdmax時(shí)，可能使輸入級的管子反向擊穿。.7.最大共模輸入電壓UIcmax.9.差模輸入電阻ridrid是集成運(yùn)放在開環(huán)時(shí)，輸入電壓變化量與由它引起的輸入電流的變化量之比，即從輸入端看進(jìn)去的動(dòng)態(tài)電阻。一般為MΩ數(shù)量級，以場效應(yīng)管為輸入級的可達(dá)104MΩ。10.開環(huán)輸出電阻roro是集成運(yùn)放開環(huán)時(shí)，從輸出端向里看進(jìn)去的等效電阻。其值越小，說明運(yùn)放的帶負(fù)載能力越強(qiáng)。.9.差模輸入電阻rid.在分析集成運(yùn)放構(gòu)成的應(yīng)用電路時(shí)，將集成運(yùn)放看成理想運(yùn)算放大器，可以使分析大大簡化。理想運(yùn)算放大器應(yīng)當(dāng)滿足以下各項(xiàng)條件：開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aod=∞；差模輸入電阻rid=∞；輸出電阻ro=0；輸入偏置電流IB1=IB2=0；共模抑制比KCMRR=∞；4-2集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用理想運(yùn)算放大器的條件及特點(diǎn).在分析集成運(yùn)放構(gòu)成的應(yīng)用電路時(shí)，將集成運(yùn)放看失調(diào)電壓、失調(diào)電流及它們的溫漂均為0；上限頻率fH=∞。盡管理想運(yùn)放并不存在，但由于實(shí)際集成運(yùn)放的技術(shù)指標(biāo)比較理想，在具體分析時(shí)將其理想化一般是允許的。這種分析計(jì)算所帶來的誤差一般不大，只是在需要對運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行誤差分析時(shí)才予以考慮。.失調(diào)電壓、失調(diào)電流及它們的溫漂均為0；1.線性區(qū)集成運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)，其輸出信號和輸入信號之間有以下關(guān)系成立:Uo=Aod(Ui1+Ui2)由于一般集成運(yùn)放的開環(huán)差模增益都很大，因此，都要接有深度負(fù)反饋，使其凈輸入電壓減小，這樣才能使其工作在線性區(qū)。理想運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)，可有以下兩條重要特點(diǎn)：

.1.線性區(qū).1）由于Aod=∞，而輸出電壓Uo總為有限值，則有Ui1+Ui2=2）由于集成運(yùn)放的開環(huán)差模輸入電阻rid=∞，輸入偏置電流IB=0，當(dāng)然不會向外部電路索取任何電流，因此其兩個(gè)輸入端的電流都為零，即Ii1=Ii2=0這就是說，集成運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)，其兩個(gè)輸入端均無電流，這一特點(diǎn)稱為“虛斷”。.1）由于Aod=∞，而輸出電壓Uo總為有2.非線性區(qū)由于集成運(yùn)放的開環(huán)增益Aod很大，當(dāng)它工作于開環(huán)狀態(tài)（即未接深度負(fù)反饋）或加有正反饋時(shí)，只要有差模信號輸入，哪怕是微小的電壓信號，集成運(yùn)放都將進(jìn)入非線性區(qū)，其輸出電壓立即達(dá)到正向飽和值Uom或負(fù)向飽和值Uom。理想運(yùn)放工作在非線性區(qū)時(shí)，有以下兩條特點(diǎn)：1）只要輸入電壓U+與U不相等，輸出電壓就飽和。因此有Uo=UomU+>UUo=UomU+<U.2.非線性區(qū).2）虛斷仍然成立，即Ii+=Ii=0綜上所述，在分析具體的集成運(yùn)放應(yīng)用電路時(shí)，可將集成運(yùn)放按理想運(yùn)放對待，判斷它是否工作在線性區(qū)。一般來說，集成運(yùn)放引入了深度負(fù)反饋時(shí)，將工作在線性區(qū)。.2）虛斷仍然成立，即.基本運(yùn)算放大器包括反相輸入放大器和同相輸入放大器，它們是構(gòu)成各種復(fù)雜運(yùn)算電路的基礎(chǔ)，是最基本的運(yùn)算放大器電路。1.反相輸入放大器反相輸入放大器又稱為反相比例運(yùn)算電路，其基本形式如圖所示。輸入信號Ui經(jīng)R1加至集成運(yùn)放的反相輸入端。Rf為反饋電阻，將輸出電壓Uo反饋至反相輸入端，形成深度的電壓并聯(lián)負(fù)反饋?；具\(yùn)算放大器.基本運(yùn)算放大器包括反相輸入放大器和同相輸入放..2.同相輸入放大器同相輸入放大器又稱為同相比例運(yùn)算電路，其基本形式如圖所示。輸入信號Ui經(jīng)R2加至集成運(yùn)放的同相端。Rf為反饋電阻，輸出電壓經(jīng)Rf及R1組成的分壓電路，取R1上的分壓作為反饋信號加到運(yùn)放的反相輸入端，形成了深度的電壓串聯(lián)負(fù)反饋。R2為平衡電阻，其值應(yīng)為R2=R1∥Rf。.2.同相輸入放大器...1.加法、減法運(yùn)算1）加法運(yùn)算加法運(yùn)算是指電路的輸出電壓等于各個(gè)輸入電壓的代數(shù)和。反相輸入放大器中再增加幾個(gè)支路便組成反相加法運(yùn)算電路，如圖所示。集成運(yùn)放在信號運(yùn)算中的應(yīng)用.1.加法、減法運(yùn)算集成運(yùn)放在信號運(yùn)算中的應(yīng)用.圖中，有三個(gè)輸入信號加在了反相輸入端。同相端的平衡電阻值為R4=R1∥R2∥R3∥Rf。反相加法運(yùn)算電路也稱反相加法器。由虛地，有U-=U+=0則各支路中電流分別為由虛斷，Ii=0，則I1+I2+I3=If.圖中，有三個(gè)輸入信號加在了反相輸入端。同相即變?yōu)榭梢?，上式可以模擬這樣的函數(shù)關(guān)系:y=a1x1+a2x2+a3x3當(dāng)R1=R2=R3=R=Rf時(shí)，Uo=(Ui1+Ui2+Ui3).即變?yōu)榭梢?，上式可以模擬這樣的函數(shù)關(guān)系:.2）減法運(yùn)算減法運(yùn)算是指電路的輸出電壓與兩個(gè)輸入電壓之差成比例，減法運(yùn)算又稱為差動(dòng)比例運(yùn)算或差動(dòng)輸入放大。.2）減法運(yùn)算.由圖可見，運(yùn)放的同相輸入端和反相輸入端分別接有輸入信號Ui1和Ui2。從電路結(jié)構(gòu)來看，它是由同相輸入放大器和反相輸入放大器組合而成。下面用疊加原理進(jìn)行分析。當(dāng)Ui2=0、僅Ui1單獨(dú)作用時(shí)，該電路為反相輸入放大器，其輸出電壓為Uo1=當(dāng)Ui1=0、僅Ui2單獨(dú)作用時(shí)，該電路為同相輸入放大器，其輸出電壓為.由圖可見，運(yùn)放的同相輸入端和反相輸入端分別接這樣，當(dāng)Ui1、Ui2同時(shí)作用時(shí)，其輸出電壓為Uo1與Uo2的疊加，即Uo=Uo1+Uo2=特別，當(dāng)R1=R2，R3=Rf時(shí)Uo=而當(dāng)R1=Rf時(shí)Uo=Ui2-Ui1

.這樣，當(dāng)Ui1、Ui2同時(shí)作用時(shí)，其輸出電壓為2.積分、微分運(yùn)算1）積分運(yùn)算積分運(yùn)算電路是模擬計(jì)算機(jī)中的基本單元，利用它可以實(shí)現(xiàn)對微分方程的模擬，能對信號進(jìn)行積分運(yùn)算。此外，積分運(yùn)算電路在控制和測量系統(tǒng)中應(yīng)用也非常廣泛。在反相輸入放大器中，將反饋電阻Rf換成電容C，就成了積分運(yùn)算電路。積分運(yùn)算電路也稱為積分器。.2.積分、微分運(yùn)算...由于U-=0,i1=if=故

上式說明，輸出電壓為輸入電壓對時(shí)間的積分，實(shí)現(xiàn)了積分運(yùn)算。式中負(fù)號表示輸出與輸入相位相反。R1C為積分時(shí)間常數(shù)，其值越小，積分作用越強(qiáng)，反之，積分作用越弱。當(dāng)輸入電壓為常數(shù)(ui=UI)時(shí)，上式變?yōu)?由于.2）微分運(yùn)算微分與積分互為逆運(yùn)算。將C與R1位置互換，便構(gòu)成微分電路。微分電路也稱微分器。在下圖（a）中，由U-=0，Ii-=0，有i1=if；又所以可見，輸出電壓與輸入電壓對時(shí)間的微商成比例，實(shí)現(xiàn)了微分運(yùn)算。式中負(fù)號表示輸出與輸入相位相反。RfC為微分時(shí)間常數(shù)，其值越大，微分作用越強(qiáng)；反之，微分作用越弱。.2）微分運(yùn)算所以..濾波器或?yàn)V波電路是一種能使部分頻率的信號通過，而將其余頻率的信號加以抑制或衰減的裝置。在信息處理、數(shù)據(jù)傳送和抑制干擾等方面經(jīng)常使用。由電阻、電容、電感（R、C、L）等無源器件組成的濾波器稱為無源濾波器，而由R、C等無源器件再加上集成運(yùn)放這個(gè)有源器件組成的濾波器稱為有源濾波器。有源濾波器能夠提供一定的信號增益和帶負(fù)載能力，這是無源濾波器所不能作到的。4-3集成運(yùn)放在信號處理中的應(yīng)用有源濾波器.濾波器或?yàn)V波電路是一種能使部分頻率的信號通過1）低通濾波器低通濾波器能夠通過低頻信號，抑制或衰減高頻信號?；镜囊浑A有源低通濾波器如圖所示。其中（a）圖是RC網(wǎng)絡(luò)接到運(yùn)放同相端，（b）圖則接到運(yùn)放反相端。其中.1）低通濾波器其中...為了改善濾波效果，使輸出信號在f>f0(f-0=ω-0/2π)時(shí)衰減得更快，可將上述濾波電路再加一級RC低通電路，組成二階低通濾波電路，如下圖所示。第一個(gè)電容C的一端接到運(yùn)放的輸出端，目的是引入反饋，使高頻段幅度衰減更快，更接近理想特性。圖（b）畫出了兩種低通濾波器歸一化的對數(shù)幅頻特性曲線。由曲線可以看出，在f>f0時(shí)，二階濾波（線2）可提供-40dB/10倍頻程的衰減，而一階濾波（線1）的衰減速度為-20dB/10倍頻程，二階濾波效果要好得多。.為了改善濾波效果，使輸出信號在f>f0(f-..2）高通濾波器高通濾波器能夠通過高頻信號，抑制或衰減低頻信號。將低通濾波器中起濾波作用的電阻、電容位置互換，如下圖所示，就成為高通濾波器。.2）高通濾波器.電壓比較器的功能是將一個(gè)輸入電壓與另一個(gè)輸入電壓或基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，判斷它們之間的相對大小，比較結(jié)果由輸出狀態(tài)反映出來。集成運(yùn)放用作比較器時(shí)，工作于開環(huán)狀態(tài)，只要兩端輸入電壓有差別（差動(dòng)輸入），輸出端就立即飽和。為了改善輸入、輸出特性，常在電路中引入正反饋。電壓比較器可分為單限比較器與滯回比較器。電壓比較器.電壓比較器的功能是將一個(gè)輸入電壓與另一個(gè)輸入1）單限比較器圖（a）是一個(gè)簡單的單限比較器電路圖。圖中，運(yùn)放的同相輸入端接基準(zhǔn)電位（或稱參考電位）UR。被比較信號由反相輸入端輸入。集成運(yùn)放處于開環(huán)狀態(tài)。當(dāng)ui>UR時(shí)，輸出電壓為負(fù)飽和值-Uom；當(dāng)ui<UR時(shí)，輸出電壓為正飽和值+Uom。其傳輸特性如圖（b）所示。可見，只要輸入電壓在基準(zhǔn)電壓UR處稍有正負(fù)變化，輸出電壓uo就在負(fù)最大值到正最大值處變化。.1）單限比較器...2）滯回比較器它是在單限比較器的基礎(chǔ)上，從輸出端引一個(gè)電阻分壓支路到同相輸入端，形成正反饋。這樣，作為參考電壓的同相端電壓U+不再是固定的，而是隨輸出電壓uo而變。.2）滯回比較器.....模擬電子技術(shù)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院電工電子教研室.模擬電子技術(shù)廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院電工電子教研室.第4章集成運(yùn)算放大電路4-1概述

4-2集成運(yùn)算放大電路的線性應(yīng)用

4-3集成運(yùn)算放大電路的非線性應(yīng)用

.第4章集成運(yùn)算放大電路4-14-1概述運(yùn)算放大器實(shí)際上就是一個(gè)高增益的多級直接耦合放大器，由于它最初主要用作模擬計(jì)算機(jī)的運(yùn)算放大，故至今仍保留這個(gè)名字。集成運(yùn)算放大器則是利用集成工藝，將運(yùn)算放大器的所有元件集成制作在同一塊硅片上，然后再封裝在管殼內(nèi)。集成運(yùn)算放大器簡稱為集成運(yùn)放。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，集成運(yùn)放的各項(xiàng)性能不斷提高，目前，它的應(yīng)用領(lǐng)域已大大超出了數(shù)學(xué)運(yùn)算的范疇。使用集成運(yùn)放，只需另加少數(shù)幾個(gè)外部元件，就可以方便地實(shí)現(xiàn)很多電路功能。可以說，集成運(yùn)放已經(jīng)成為模擬電子技術(shù)領(lǐng)域中的核心器件之一。.4-1概述運(yùn)算放大器實(shí)際上就是一個(gè)高增益集成運(yùn)放的總體結(jié)構(gòu).集成運(yùn)放的總體結(jié)構(gòu).1.原理電路：簡單的集成運(yùn)放.1.原理電路：簡單的集成運(yùn)放.＋－u-－u+uo2.符號.＋－u-－u+uo2.符號.3.集成運(yùn)放的特點(diǎn)：電壓增益高輸入電阻大輸出電阻小.3.集成運(yùn)放的特點(diǎn)：電壓增益高輸入電阻大輸出電阻小.AB通用型集成運(yùn)放F007.AB通用型集成運(yùn)放F007.1.輸入級輸入級的性能好壞對提高集成運(yùn)放的整體質(zhì)量起著決定性作用。很多性能指標(biāo)，如輸入電阻、輸入電壓（包括差模電壓、共模電壓）范圍、共模抑制比等，主要由輸入級的性能來決定。在圖中，T1～T7以及R1、R2、R3組成F007的輸入級。其中，T1～T4組成共集—共基復(fù)合差動(dòng)放大器（V1、V2為共集電路，V3、V4為共基電路），構(gòu)成整個(gè)運(yùn)放的輸入電路。.1.輸入級.2.偏置電路在集成運(yùn)放中，為了減少靜耗、限制溫升，必須降低各管的靜態(tài)電流。而集成工藝本身又限制了大阻值偏置電阻的制作，因此，集成運(yùn)放多采用恒流源電路作為偏置電路。這樣既可使各級工作電流降低，又可使各級靜態(tài)電流穩(wěn)定。F007中采用的恒流源電路是“鏡像電流源”及“微電流源”電路。.2.偏置電路...3.中間級中間級是由T16、T17組成的復(fù)合管共射放大電路，其輸入電阻大，對輸入級的影響小；其集電極負(fù)載為有源負(fù)載（由恒流源T13組成），而T13的動(dòng)態(tài)電阻很大，加之放大管的β很大，因此中間級的放大倍數(shù)很高。此外，在T16、T12的集電極與基極之間還加接了一只約30pF的補(bǔ)償電容，用以消除自激。.3.中間級.4.輸出級F007的輸出級主要由三部分電路組成：互補(bǔ)對稱電路；UBE擴(kuò)大電路；過載保護(hù)電路。.4.輸出級.1.輸入失調(diào)電壓UOS實(shí)際的集成運(yùn)放難以做到差動(dòng)輸入級完全對稱，當(dāng)輸入電壓為零時(shí),輸出電壓并不為零。規(guī)定在室溫（25℃）及標(biāo)準(zhǔn)電源電壓下，為了使輸出電壓為零，需在集成運(yùn)放兩輸入端額外附加的補(bǔ)償電壓稱為輸入失調(diào)電壓UOS。UOS越小越好，一般約為0.5～5mV。基本技術(shù)指標(biāo).1.輸入失調(diào)電壓UOS基本技術(shù)指標(biāo).2.輸入失調(diào)電流IOSIOS是當(dāng)運(yùn)放輸出電壓為零時(shí)，兩個(gè)輸入端的偏置電流之差，IOS=|IB1IB2|。它是由內(nèi)部元件參數(shù)不一致等原因造成的。IOS越小越好，一般為1nA～10μA。3.輸入偏置電流IBIB是當(dāng)輸出電壓為零時(shí)，流入運(yùn)放兩輸入端靜態(tài)基極電流的平均值IB=(IB1+IB2)/2。該值越小，信號源內(nèi)阻變化時(shí)引起輸出電壓的變化越小，因此，IB越小越好，一般為1nA～100μA。.2.輸入失調(diào)電流IOS.4.開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aod集成運(yùn)放在開環(huán)時(shí)（無外加反饋時(shí)）輸出電壓與輸入差模信號電壓之比稱開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aod。它是決定運(yùn)放運(yùn)算精度的重要因素，常用分貝（dB）表示，目前最高值可達(dá)140dB以上。5.共模抑制比KCMRRKCMRR是差模電壓放大倍數(shù)與共模電壓放大倍數(shù)之比，即KCMRR=|Aod/Aoc|，其含義與差動(dòng)放大器中所定義的KCMRR相同，高質(zhì)量的運(yùn)放KCMRR可達(dá)160dB。.4.開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aod.

6.輸入失調(diào)電壓溫漂dUIO/dt和輸入失調(diào)電流溫漂dIIO

/dt在規(guī)定的工作溫度范圍內(nèi)，輸入失調(diào)電壓對溫度的變化率稱為輸入失調(diào)電壓溫漂，用以表征UOS受溫度變化的影響程度，一般為1～50μV/℃，好的可達(dá)0.5μV/℃。在規(guī)定的工作溫度范圍內(nèi)，輸入失調(diào)電流對溫度的變化率稱為輸入失調(diào)電流溫漂，用以表征IOS受溫度變化的影響程度，一般為1～5nA/℃，好的可達(dá)pA/℃數(shù)量級。.6.輸入失調(diào)電壓溫漂dUIO/dt和輸入失7.最大共模輸入電壓UIcmaxUIcmax是在線性工作范圍內(nèi)集成運(yùn)放所能承受的最大共模輸入電壓。超過此值，集成運(yùn)放的共模抑制比、差模放大倍數(shù)等會顯著下降。8.最大差模輸入電壓UIdmaxUIdmax是運(yùn)放同相端和反相端之間所能承受的最大電壓值。輸入差模電壓超過UIdmax時(shí)，可能使輸入級的管子反向擊穿。.7.最大共模輸入電壓UIcmax.9.差模輸入電阻ridrid是集成運(yùn)放在開環(huán)時(shí)，輸入電壓變化量與由它引起的輸入電流的變化量之比，即從輸入端看進(jìn)去的動(dòng)態(tài)電阻。一般為MΩ數(shù)量級，以場效應(yīng)管為輸入級的可達(dá)104MΩ。10.開環(huán)輸出電阻roro是集成運(yùn)放開環(huán)時(shí)，從輸出端向里看進(jìn)去的等效電阻。其值越小，說明運(yùn)放的帶負(fù)載能力越強(qiáng)。.9.差模輸入電阻rid.在分析集成運(yùn)放構(gòu)成的應(yīng)用電路時(shí)，將集成運(yùn)放看成理想運(yùn)算放大器，可以使分析大大簡化。理想運(yùn)算放大器應(yīng)當(dāng)滿足以下各項(xiàng)條件：開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aod=∞；差模輸入電阻rid=∞；輸出電阻ro=0；輸入偏置電流IB1=IB2=0；共模抑制比KCMRR=∞；4-2集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用理想運(yùn)算放大器的條件及特點(diǎn).在分析集成運(yùn)放構(gòu)成的應(yīng)用電路時(shí)，將集成運(yùn)放看失調(diào)電壓、失調(diào)電流及它們的溫漂均為0；上限頻率fH=∞。盡管理想運(yùn)放并不存在，但由于實(shí)際集成運(yùn)放的技術(shù)指標(biāo)比較理想，在具體分析時(shí)將其理想化一般是允許的。這種分析計(jì)算所帶來的誤差一般不大，只是在需要對運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行誤差分析時(shí)才予以考慮。.失調(diào)電壓、失調(diào)電流及它們的溫漂均為0；1.線性區(qū)集成運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)，其輸出信號和輸入信號之間有以下關(guān)系成立:Uo=Aod(Ui1+Ui2)由于一般集成運(yùn)放的開環(huán)差模增益都很大，因此，都要接有深度負(fù)反饋，使其凈輸入電壓減小，這樣才能使其工作在線性區(qū)。理想運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)，可有以下兩條重要特點(diǎn)：

.1.線性區(qū).1）由于Aod=∞，而輸出電壓Uo總為有限值，則有Ui1+Ui2=2）由于集成運(yùn)放的開環(huán)差模輸入電阻rid=∞，輸入偏置電流IB=0，當(dāng)然不會向外部電路索取任何電流，因此其兩個(gè)輸入端的電流都為零，即Ii1=Ii2=0這就是說，集成運(yùn)放工作在線性區(qū)時(shí)，其兩個(gè)輸入端均無電流，這一特點(diǎn)稱為“虛斷”。.1）由于Aod=∞，而輸出電壓Uo總為有2.非線性區(qū)由于集成運(yùn)放的開環(huán)增益Aod很大，當(dāng)它工作于開環(huán)狀態(tài)（即未接深度負(fù)反饋）或加有正反饋時(shí)，只要有差模信號輸入，哪怕是微小的電壓信號，集成運(yùn)放都將進(jìn)入非線性區(qū)，其輸出電壓立即達(dá)到正向飽和值Uom或負(fù)向飽和值Uom。理想運(yùn)放工作在非線性區(qū)時(shí)，有以下兩條特點(diǎn)：1）只要輸入電壓U+與U不相等，輸出電壓就飽和。因此有Uo=UomU+>UUo=UomU+<U.2.非線性區(qū).2）虛斷仍然成立，即Ii+=Ii=0綜上所述，在分析具體的集成運(yùn)放應(yīng)用電路時(shí)，可將集成運(yùn)放按理想運(yùn)放對待，判斷它是否工作在線性區(qū)。一般來說，集成運(yùn)放引入了深度負(fù)反饋時(shí)，將工作在線性區(qū)。.2）虛斷仍然成立，即.基本運(yùn)算放大器包括反相輸入放大器和同相輸入放大器，它們是構(gòu)成各種復(fù)雜運(yùn)算電路的基礎(chǔ)，是最基本的運(yùn)算放大器電路。1.反相輸入放大器反相輸入放大器又稱為反相比例運(yùn)算電路，其基本形式如圖所示。輸入信號Ui經(jīng)R1加至集成運(yùn)放的反相輸入端。Rf為反饋電阻，將輸出電壓Uo反饋至反相輸入端，形成深度的電壓并聯(lián)負(fù)反饋?；具\(yùn)算放大器.基本運(yùn)算放大器包括反相輸入放大器和同相輸入放..2.同相輸入放大器同相輸入放大器又稱為同相比例運(yùn)算電路，其基本形式如圖所示。輸入信號Ui經(jīng)R2加至集成運(yùn)放的同相端。Rf為反饋電阻，輸出電壓經(jīng)Rf及R1組成的分壓電路，取R1上的分壓作為反饋信號加到運(yùn)放的反相輸入端，形成了深度的電壓串聯(lián)負(fù)反饋。R2為平衡電阻，其值應(yīng)為R2=R1∥Rf。.2.同相輸入放大器...1.加法、減法運(yùn)算1）加法運(yùn)算加法運(yùn)算是指電路的輸出電壓等于各個(gè)輸入電壓的代數(shù)和。反相輸入放大器中再增加幾個(gè)支路便組成反相加法運(yùn)算電路，如圖所示。集成運(yùn)放在信號運(yùn)算中的應(yīng)用.1.加法、減法運(yùn)算集成運(yùn)放在信號運(yùn)算中的應(yīng)用.圖中，有三個(gè)輸入信號加在了反相輸入端。同相端的平衡電阻值為R4=R1∥R2∥R3∥Rf。反相加法運(yùn)算電路也稱反相加法器。由虛地，有U-=U+=0則各支路中電流分別為由虛斷，Ii=0，則I1+I2+I3=If.圖中，有三個(gè)輸入信號加在了反相輸入端。同相即變?yōu)榭梢姡鲜娇梢阅M這樣的函數(shù)關(guān)系:y=a1x1+a2x2+a3x3當(dāng)R1=R2=R3=R=Rf時(shí)，Uo=(Ui1+Ui2+Ui3).即變?yōu)榭梢?，上式可以模擬這樣的函數(shù)關(guān)系:.2）減法運(yùn)算減法運(yùn)算是指電路的輸出電壓與兩個(gè)輸入電壓之差成比例，減法運(yùn)算又稱為差動(dòng)比例運(yùn)算或差動(dòng)輸入放大。.2）減法運(yùn)算.由圖可見，運(yùn)放的同相輸入端和反相輸入端分別接有輸入信號Ui1和Ui2。從電路結(jié)構(gòu)來看，它是由同相輸入放大器和反相輸入放大器組合而成。下面用疊加原理進(jìn)行分析。當(dāng)Ui2=0、僅Ui1單獨(dú)作用時(shí)，該電路為反相輸入放大器，其輸出電壓為Uo1=當(dāng)Ui1=0、僅Ui2單獨(dú)作用時(shí)，該電路為同相輸入放大器，其輸出電壓為.由圖可見，運(yùn)放的同相輸入端和反相輸入端分別接這樣，當(dāng)Ui1、Ui2同時(shí)作用時(shí)，其輸出電壓為Uo1與Uo2的疊加，即Uo=Uo1+Uo2=特別，當(dāng)R1=R2，R3=Rf時(shí)Uo=而當(dāng)R1=Rf時(shí)Uo=Ui2-Ui1

.這樣，當(dāng)Ui1、Ui2同時(shí)作用時(shí)，其輸出電壓為2.積分、微分運(yùn)算1）積分運(yùn)算積分運(yùn)算電路是模擬計(jì)算機(jī)中的基本單元，利用它可以實(shí)現(xiàn)對微分方程的模擬，能對信號進(jìn)行積分運(yùn)算。此外，積分運(yùn)算電路在控制和測量系統(tǒng)中應(yīng)用也非常廣泛。在反相輸入放大器中，將反饋電阻Rf換成電容C，就成了積分運(yùn)算電路。積分運(yùn)算電路也稱為積分器。.2.積分、微分運(yùn)算...由于U-=0,i1=if=故

上式說明，輸出電壓為輸入電壓對時(shí)間的積分，實(shí)現(xiàn)了積分運(yùn)算。式中負(fù)號表示輸出與輸入相位相反。R1C為積分時(shí)間常數(shù)，其值越小，積分作用越強(qiáng)，反之，積分作用越弱。當(dāng)輸入電壓為常數(shù)(ui=UI)時(shí)，上式變?yōu)?由于.2）微分運(yùn)算微分與積分互為逆運(yùn)算。將C與R1位置互換，便構(gòu)成微分電路。微分電路也稱微分器。