第2章 運(yùn)算放大器

第二章集成電路運(yùn)算放大器2.1集成電路運(yùn)算放大器1.集成電路運(yùn)算放大器運(yùn)算放大器──可以完成算學(xué)運(yùn)算的放大器

運(yùn)算放大器也可用一般放大器一樣的模型來(lái)表達(dá)

2.1集成電路運(yùn)算放大器

集成電路運(yùn)算放大器的符號(hào)圖2.1.2運(yùn)算放大器的代表符號(hào)（a）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的符號(hào)（b）國(guó)內(nèi)外常用符號(hào)反向輸入端同向輸入端輸出端正電源端負(fù)電源端2.運(yùn)算放大器的電路模型圖2.1.3運(yùn)算放大器的電路模型特點(diǎn)：開環(huán)電壓增益

Avo≥105（很高）輸入電阻

ri≥106Ω（很大）輸出電阻

ro≤100Ω（很?。?/p>

vO＝Avo(vP－vN)

（V－＜vO

＜V＋）

注意：當(dāng)Avo(vP－vN)≥V＋時(shí)

vO＝

V＋

（輸出正向飽和）

當(dāng)Avo(vP－vN)≤

V-時(shí)

vO＝

V-（輸出負(fù)向飽和）

電壓傳輸特性

vO＝

f

(vP－vN)線性范圍內(nèi)

vO＝Avo(vP－vN)Avo——斜率2.2理想運(yùn)算放大器1.運(yùn)放的開環(huán)電壓增益很高

若（vP－vN）＞0

則vO=+Vom=V＋

若（vP－vN）＜0

則vO=–Vom=V－

2.若V－<vO<V＋

則（vP－vN）0

3.輸入電阻ri的阻值很高

使iP≈0、iN≈0

4.輸出電阻很小，ro

≈0理想：ri≈∞

ro≈0

Avo→∞vO＝Avo(vN－vP)圖2.2.1運(yùn)放的簡(jiǎn)化電路模型2.3.1同相放大電路（a）電路圖（b）小信號(hào)電路模型圖2.3.1同相放大電路1.基本電路

2.3.1同相放大電路2.負(fù)反饋的基本概念開環(huán)閉環(huán)？反饋：將放大電路輸出量，通過(guò)某種方式送回到輸入回路的過(guò)程。負(fù)反饋━━輸出回饋到輸入端使有效輸入減小從而使輸出減小。電路有

vo

＝Avo(vp－vn)引入反饋后vn0，vp(vi)不變→

(vp－vn)↓→

vo↓使輸出減小了，增益Av＝vo/vi下降了，這時(shí)的反饋稱為負(fù)反饋。━━有反饋。━━輸出沒有回饋到輸入端。2.3.1同相放大電路3.虛假短路

圖中輸出通過(guò)負(fù)反饋的作用，使vn自動(dòng)地跟蹤vp，即vp≈vn，或vid＝vp－vn≈0。呈虛假短路，簡(jiǎn)稱虛短。

由于運(yùn)放的輸入電阻ri很大，所以，運(yùn)放兩輸入端之間的

ip＝-in＝(vp－vn)/ri≈0，呈現(xiàn)虛假斷路，簡(jiǎn)稱虛斷。

由運(yùn)放引入負(fù)反饋而得到的虛短和虛斷兩個(gè)重要概念，是分析由運(yùn)放組成的各種線性應(yīng)用電路的利器，必須熟練掌握。2.3.1同相放大電路4.幾項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的近似計(jì)算（1）電壓增益Av

根據(jù)虛短和虛斷的概念有

vp≈vn，ip＝-in＝0所以2.3.1同相放大電路（2）輸入電阻Ri

輸入電阻定義根據(jù)虛短和虛斷有

vi＝vp，ii＝ip≈0所以（3）輸出電阻Ro

Ro→02.3.1同相放大電路5.電壓跟隨器根據(jù)虛短和虛斷有vo＝vn≈vp＝vi輸出全部反饋之輸入，閉環(huán)放大倍數(shù)=1！輸出和輸入大小相同，相位相同，稱為跟隨器。電壓跟隨器的作用（1）圖a電路負(fù)載上輸出電壓（2）接入電壓跟隨器ip≈0，vp＝vs根據(jù)虛短和虛斷有vo＝vn≈vp＝vs跟隨器具有阻抗隔離作用！2.3.2反相放大電路（a）電路圖（b）由虛短引出虛地vn≈0

圖2.3.5反相放大電路1.基本電路

2.幾項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的近似計(jì)算（1）電壓增益Av

根據(jù)虛短和虛斷的概念有

vn≈

vp＝

0

，ii＝0所以i1＝i2

即Ro→0（3）輸出電阻Ro

（2）輸入電阻Ri

2.3.3求和電路根據(jù)虛短、虛斷和n點(diǎn)的KCL得：若則有2.4.1求差電路從結(jié)構(gòu)上看，它是反相輸入和同相輸入相結(jié)合的放大電路。當(dāng)則若繼續(xù)有則根據(jù)虛短、虛斷和n、p點(diǎn)的KCL得：一種高輸入電阻的差分（求差）電路2.4.2積分電路和微分電路1.積分電路式中，負(fù)號(hào)表示vO與vI在相位上