大二上答案電工學(xué)第十章

第10章集成運算放大器10－1

差分放大電路10－2

集成運算放大器概述10－3

理想運算放大器10－4

運算放大器的輸入方式10－5

運算放大器的應(yīng)用10－6

含理想運算放大器的電路分析10－1差分放大電路uot0u=0時：i+UCCRC2T2uouiRC1R1T1直接耦合放大電路uot0T1T2C1+UCCC2RC1RB1RC2RB2RPRE-+UEE+uo

-+-ui1+-ui2差分放大電路調(diào)零電位器發(fā)射極公共電阻一、工作原理靜態(tài)分析T1RBT2RBIBIBuoICICREIERp+UCC-UEEui1=ui2

=0，兩管集電極靜態(tài)值uc1=uc2，輸出電壓uo=0。當(dāng)T(℃)變化，ΔIC1=ΔIC2，ΔUC1=ΔUC2。所以ΔUO=ΔUC1－ΔUC2=0，即輸出電壓沒有溫漂。動態(tài)分析輸入信號共模輸入信號:ui1與ui2大小相等，極性相同差模輸入信號：ui1與ui2大小相等，極性相反任意輸入信號：ui1與ui2大小任意，極性任意））共模輸入信號（Common

mode差分放大電路對共模輸入信號的電壓放大倍數(shù)Auc

0差分放大電路具有很好的抑止共模輸入信號的能力。差模輸入信號（Differential

mode差分放大電路對差模輸入信號的電壓放大倍數(shù)與單管相同。Ui1

Ui

2

UiUC1

UC

2

UCiudAUi1

Ui

2

U

UC1

UC

2

UC3.任意輸入信號對于任意輸入信號可分解成差模與共模輸入的組合。u -

u2u

=

u +

u

i1

i2C差模分量:ud

=

i1

i2

2共模分量:分解任意輸入:ui1、ui2ui1=

uC

+

udui2=

uC

-

ud共模抑制比（Common-Mode

Rejection

Ratio)CMR=

Aud

Auc定義：KK

=

20lgCMRAuc

Aud

(dB)二、輸入輸出方式ui1ui2雙入雙出uo1

ui1uo2

ui2uo1雙入單出ui1uo1uo2單入雙出ui1uo1單入單出10－2集成運算放大器概述中間級輸出級偏置電路uou輸入級i一、集成運算放大器的組成-＋u－u+uo＋

＋u－u+uo-

A0運放符號雙列直插式圓殼式二、集成運算放大器的主要技術(shù)指標(biāo)1、最大輸出電壓Uomax集成運放工作在線性區(qū)的最大不失真輸出電壓。2、開環(huán)電壓放大倍數(shù)AuoUoU

UAuo

UiuoA

20lgUo

(dB)3、輸入失調(diào)電壓Uio在室溫（250C)及標(biāo)準(zhǔn)電源電壓下，輸入電壓為零時，為了使集成運放的輸出電壓為零，在輸入端加的補償電壓叫輸入失調(diào)電壓。4、輸入失調(diào)電流Iio輸出電壓為零時流入放大器兩輸入端的靜態(tài)基極電流之差。Iio

IB1

IB25、最大差模輸入電壓Uidmax集成運放反相輸入端與同相輸入端之間能承受的最大電壓值。6、最大共模輸入電壓Uicmax集成運放能承受的最大共模輸入電壓值。7、共模抑制比KCMR8、輸入電阻riduou

uA0

u

u

分析依據(jù)Ii

0-

＋＋u-u+uo理想運放符號10－3理想運算放大器一、理想化條件1.A0

虛短i2.r

虛斷K

=

20LgCMRAuc

Aud

(dB)兩個輸入端之間的電壓近似等于零兩個輸入端之間的電流近似等于零

虛斷3.

KCMR

=

4.

輸入失調(diào)電壓Uio＝0，輸入失調(diào)電流Iio＝0二、理想運放的特征虛短

u

ui

i

010－4運算放大器的輸入方式一、反相輸入方式_++RfR1

R2i1ifi-+ui-+uo-u＋i+虛斷i

i

0虛短

u

u

0i1

i

f

(KCL)Rfui

f

o

R1ui1

i

1u

RiufA

uo

Rf二、同相輸入方式+RfR1R2uioifi1＋-＋u-u＋u-

_+虛斷

i

i

0虛短1RuAiuf

1

Rf

uo_++uiuo電壓跟隨器u

u

0=uii1

i

fR1

Rf0

ui

ui

uoifoRR)u1u

(1三、差分輸入方式_++RfR1ui1uou＋u-R2R3ui2i

2uR3R2

R3u

u

u

u

u

uoRfR1i1

11i

2i1fo)uRRR3R

R2

R3u

(1

Rf

)(u

_++RfR1ui1uou＋u-R2R3ui2RR2

R3u

3

ui

2ofu

uR

Ru

u1

f

i1

o

Ru

u31

21i

2i1fo)uRRR3R

R

Ru

(1

Rf

)(u

同相輸入反相輸入10－5運算放大器的應(yīng)用一、加法電路集成運放的應(yīng)用電路信號運算電路信號處理電路信號發(fā)生電路R2ui2R1_++Rfui1uoRPai2ifi1fR

R

R1

2

f

ui1

ui

2

uoi1

i2

i)21i

2i1oRRRR

f

u

u

(

f

u虛地21inni

2o

i1RRfRRRf

Rfu

(

u

u

u

)二、減法電路_++RfR1R2uoR3ui1ui231

1

2o

i1

i

2RRRRR

R

Ru

f

u

(1

f

)(

3

)u當(dāng)R1

Rf

,

R2

R3時uo

ui

2

ui1利用差動輸入形式實現(xiàn)減法運算2

3i

2R3R

Ru

u

u

ui1

u

u

uoR1

Rf利用反相求和電路實現(xiàn)減法運算_++Rf1R1ui2uo1R2ui1_++Rf2R3uoR2R3uo

ui1

ui

2當(dāng)R1

Rf

1,

Rf

2

R3時1

f

1R

Rui1

uo1uo1

ui1Rf

2R3

R3u

u

uo

o1

i

2

i

2o1o

ui1

ui

2u

(u

u

)三、積分電路ui-+

+Cuoi1

R1if11Rf

uii

idtfi

C

duo1uo

RC

ui

dttR2uit0uo0ui-

+

+uoRR2i1ifC四、微分電路Rfi

uodu

i

dti

C1dtduuo

RC

i

uitt0o

sin

t若輸入：ui

RC

sin(t

90

)

0

u則：uo

RC

cost五、電壓比較器++uouiURUR：標(biāo)準(zhǔn)信號ui：被比較信號+UomURuoui0-Uom反向輸入電壓比較器傳輸特性曲線uo+Uomui0-Uom++uouiUR=0時稱為過零比較器—

+

+uoR1R2

Rfui遲滯比較器oR

Ru

u2

fR2當(dāng)ui

u時集成運放處于正向飽和狀態(tài)o

m1u

Um12UfR2R

R即u

m1U

為上閾值2

fRHR2R

R定義U

ui0-Um2遲滯比較器傳輸特性曲線uo

+Um1URLURHRHi當(dāng)u

U時集成運放處于反向飽和狀態(tài)m2ou

Um22UfR2R

R即u

m22U

為下閾值定義UfRLR2R

R

URHURLuit0uoUm1-Um2t0uoUm1t0-Um2++uouiURH—

+

+uoR1RfR2ui10－6含理想運算放大器的電路分析應(yīng)用理想運算放大器的兩個基本特征兩個輸入端之間的電壓近似等于零兩個輸入端之間的電流近似等于零簡化含有理想運算放大器的電路，利用各種定理求解11I21R

//

R22R

2OUO1O

2U1.(a)解：UO

UO

2

UO1U1

U1

01

2R

RUIU1

U1

UO1IR1O1U

R2

UU1

1UU

2U

211I21R

//

R22R

2OUO1O

2U22U

U

0IR1O1U

R2

UUO1

U

2

U

2

UO

2R

RUO

2

UO1IR1O1O

O

2

O1U