第9章-集成運(yùn)算放大器

第9章集成運(yùn)算放大器9.1集成運(yùn)算放大器簡(jiǎn)介9.2集成運(yùn)算放大器的基本運(yùn)算電路

9.3集成運(yùn)算放大電路的反饋分析9.4集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用9.5集成運(yùn)放構(gòu)成的信號(hào)發(fā)生器11/15/2024大連理工大學(xué)出版社9.1集成運(yùn)算放大器簡(jiǎn)介所謂集成電路，是相對(duì)于分立電路而言的，就是把整個(gè)電路的各個(gè)元器件以及相互之間的連接同時(shí)制作在一塊半導(dǎo)體芯片上，組成一個(gè)不可分割的整體。集成運(yùn)算放大器是一種集成化的半導(dǎo)體器件，它實(shí)質(zhì)上是一個(gè)具有很高放大倍數(shù)的直接耦合的多級(jí)放大電路，可以簡(jiǎn)稱為集成運(yùn)放組件。集成運(yùn)算放大器的類型很多，電路也各不相同，但從電路的角度上看，基本上都由輸入級(jí)、中間級(jí)、輸出級(jí)和偏置電路四個(gè)部分組成，如圖9-1所示。一、集成運(yùn)算放大器的基本組成

輸入級(jí)一般采用具有恒流源的雙輸入端的差分放大電路，其目的就是減小放大電路的零點(diǎn)漂移、提高輸入阻抗。中間級(jí)的主要作用是電壓放大，使整個(gè)集成運(yùn)算放大器有足夠的電壓放大倍數(shù)。輸出級(jí)一般采用射極輸出器，其目的是實(shí)現(xiàn)與負(fù)載的匹配，使電路有較大的功率輸出和較強(qiáng)的帶負(fù)載能力。圖9-1集成運(yùn)算放大器的基本放大電路偏置電路的作用是為上述各級(jí)電路提供穩(wěn)定合適的偏置電流，穩(wěn)定各級(jí)的靜態(tài)工作點(diǎn)，一般由各種恒流源電路構(gòu)成。圖9-2所示為L(zhǎng)M741集成運(yùn)算放大器的外形和管腳圖。它有8個(gè)管腳，各管腳的用途如下:(1)輸入端和輸出端

圖9-2LM741集成運(yùn)算放大器的外形和管腳圖

LM741的管腳6為功放級(jí)的輸出端，管腳2和3為差分輸入級(jí)的兩個(gè)輸入端。管腳2為運(yùn)放反相輸入端，輸入信號(hào)由此端與參考端接入時(shí)，6端的輸出信號(hào)與輸入信號(hào)反相（或極性相反）。管腳3為運(yùn)放同相輸入端，輸入信號(hào)由此端與參考端接入時(shí)，6端的輸出信號(hào)與輸入信號(hào)同相（或極性相同）。（2）電源端管腳7與4為外接電源端，為集成運(yùn)算放大器提供直流電源。集成運(yùn)算放大器通常采用雙電源供電方式，管腳4接負(fù)電源組的負(fù)極，管腳7接正電源組的正極，使用時(shí)不能接錯(cuò)。（3）調(diào)零端管腳1和5為外接調(diào)零電位器端。管腳1和5為外接調(diào)零電位器端。集成運(yùn)算放大器的輸入級(jí)雖為差分電路，但電路參數(shù)和三極管特性不可能完全對(duì)稱，因而當(dāng)輸入信號(hào)為零時(shí)，輸出一般不為零。調(diào)節(jié)調(diào)零電位器RP，可使輸入信號(hào)為零時(shí)，輸出信號(hào)為零。二、集成運(yùn)算放大器的主要參數(shù)

1.最大輸出電壓UOPP能使輸出電壓和輸出電流保持不失真關(guān)系的最大輸出電壓稱為集成運(yùn)算放大器的最大輸出電壓。F007的最大輸出電壓約為±12V。

2.開環(huán)電壓放大倍數(shù)Auo在沒有外接反饋電路時(shí)所測(cè)出的差模電壓放大倍數(shù)，即為開環(huán)電壓放大倍數(shù)。Auo越高，所構(gòu)成的運(yùn)算電路越穩(wěn)定，精度也越高。

3.輸入失調(diào)電壓UIO

在理想情況下，當(dāng)輸入信號(hào)為零時(shí)，輸出電壓uo=0。實(shí)際上，當(dāng)輸入信號(hào)為零時(shí)，輸出uo≠0，在輸入端加上相應(yīng)的補(bǔ)償電壓使其輸出電壓為零，該補(bǔ)償電壓稱為輸入失調(diào)電壓UIO。UIO一般為毫伏級(jí)。

4.輸入失調(diào)電流IIO

當(dāng)輸入信號(hào)為零時(shí)，輸入級(jí)兩個(gè)差分端的靜態(tài)電流之差稱為輸入失調(diào)電流IIO。IIO的存在，將在輸入回路電阻上產(chǎn)生一個(gè)附加電壓，使輸入信號(hào)為零時(shí)，輸出電壓uo≠0，所以IIO越小越好，其值一般為幾十至幾百納安（nA）。

5.開環(huán)差模輸入電阻ri和輸出電阻ro

運(yùn)放組件兩個(gè)輸入端之間的電阻，叫做差模輸入電阻。

ro是集成運(yùn)放開環(huán)工作時(shí)，從輸出端向里看進(jìn)去的等效電阻，其值越小，說明集成運(yùn)放帶負(fù)載的能力越強(qiáng)。

6.共模抑制比KCMR

共模抑制比是衡量輸入級(jí)各參數(shù)對(duì)稱程度的標(biāo)志，它的大小反映了集成運(yùn)算放大器抑制共模信號(hào)的能力，其定義為差模電壓放大倍數(shù)與共模電壓放大倍數(shù)的比值，表示為

7.最大共模輸入電壓UiCMUiCM是指集成運(yùn)算放大器在線性工作范圍內(nèi)所能承受的最大共模輸入電壓。

理想集成運(yùn)算放大器應(yīng)當(dāng)滿足下列條件:

開環(huán)電壓放大倍數(shù)Auo→∞;

開環(huán)差模輸入電阻ri→∞;

開環(huán)差模輸出電阻ro→0;

共模抑制比KCMR→∞。理想集成運(yùn)算放大器的符號(hào)如圖9-3所示，把集成運(yùn)算放大器作為一個(gè)線性放大元件應(yīng)用。

集成運(yùn)算放大器的電壓傳輸特性如圖9-4所示。理想集成運(yùn)算放大器的Auo→∞，輸出電壓uo又是一個(gè)有限值，所以有

ui=≈0即

三、集成運(yùn)算放大器的基本分析方法

）

（2）集成運(yùn)算放大器同相輸入端和反相輸入端的輸入電流等于零（虛斷）因?yàn)槔硐爰蛇\(yùn)算放大器的rid→∞，所以由同相輸入端和反相輸入端流入集成運(yùn)算放大器的信號(hào)電流為零，即≈0 圖9-3理想集成運(yùn)算放大器的符號(hào)圖9-4集成運(yùn)算放大器的電壓傳輸特性9.2集成運(yùn)算放大器的基本運(yùn)算電路

1.反相比例運(yùn)算電路如圖9-5所示，輸入信號(hào)ui經(jīng)輸入外接電阻R1送到反相輸入端，而同相輸入端通過電阻R2接地。反饋電阻RF跨接在輸出端和反相輸入端之間，形成電壓并聯(lián)負(fù)反饋。根據(jù)集成運(yùn)算放大器工作在線性區(qū)域的兩條分析依據(jù):

流入放大器的電流趨近于零，即

≈0一、比例運(yùn)算電路

反相輸入端與同相輸入端電位近似相等，即≈0得 ii=≈if

所以即

圖9-5反相比例運(yùn)算電路因此，閉環(huán)（引入反饋后的）電壓放大倍數(shù)為Auf=

可見，uo與ui成正比，負(fù)號(hào)表示uo與ui相位相反，故稱為反相比例運(yùn)算電路。比例系數(shù)Auf即為電路的電壓放大倍數(shù)。改變RF與R1的比值，即可改變Auf的值。若取R1=RF，則Auf=-1，這時(shí)輸出電壓與輸入電壓數(shù)值相等、相位相反，即uo=-ui，稱此電路為反相器。圖9-5中的R2稱為靜態(tài)平衡電阻，其作用是為了使靜態(tài)運(yùn)放的輸入級(jí)差動(dòng)放大器的偏置電流IB保持平衡，即運(yùn)放的兩輸入端對(duì)地靜態(tài)電阻應(yīng)相等，所以要求R2=R1∥RF。今后凡將運(yùn)放外接其他元件組成集成運(yùn)算電路時(shí)均應(yīng)考慮靜態(tài)平衡，引入平衡電阻。

【例9-1】在圖9-5中，設(shè)R1=10kΩ，RF=50kΩ，求Auf。如果ui=0.5V，uo為多少?解:Aufuo=Aufui=（-5）×0.5=-2.5V2.同相比例運(yùn)算電路如圖9-6所示，輸入信號(hào)ui通過外接電阻R2輸入送到同相輸入端，而反相輸入端經(jīng)電阻R1接地。反饋電阻RF跨接在輸出端和反相輸入端之間，形成電壓串聯(lián)負(fù)反饋。根據(jù)集成運(yùn)算放大器工作在線性區(qū)域時(shí)的兩條依據(jù):反相輸入端與同相輸入端電壓相等，即流入放大器的電流趨近于零，即

=ui≈0則可得

ii=≈if

閉環(huán)電壓放大倍數(shù)為

Auf=

圖9-6同相比例運(yùn)算電路可見，uo與ui成正比且同相，故稱此電路為同相比例運(yùn)算電路。當(dāng)R1=∞（斷開）或RF=0時(shí)，則Auf=uo/ui=1，輸出電壓與輸入電壓始終相同，這時(shí)電路稱為電壓跟隨器，如圖9-7所示。

【例9-2】分析圖9-8中輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系，并說明電路的作用。解:圖9-8所示電路中反相輸入端未接電阻R1（即R1=∞），穩(wěn)壓管電壓UZ作為輸入信號(hào)ui加到同相輸入端，該電路形式如同電壓跟隨器，則有

uo=ui=UZ3.比例運(yùn)算電路應(yīng)用舉例圖9-9所示為電子溫度計(jì)原理圖。A1和A2分別為同相比例運(yùn)算電路和反相比例運(yùn)算電路。三極管VT為溫度傳感器，管子導(dǎo)通電壓UBE隨溫度t線性變化，溫度系數(shù)為負(fù)值，即t上升時(shí)UBE減小，這時(shí)信號(hào)源電壓uS=ΔUBE。設(shè)溫度t的變化范圍為-50～+50℃。電容C可對(duì)交流干擾起旁路作用。電路的輸出端接有電流表M，其量程范圍為IM=0～1mA，與溫度t的變化范圍相對(duì)應(yīng)，當(dāng)t上升時(shí)，則IM隨之上升。圖9-7電壓跟隨器圖9-8例9-2圖設(shè)M的標(biāo)尺刻度為100格，則每格對(duì)應(yīng)溫升1℃。圖9-9中R6和RP為定標(biāo)電阻。在t=-50℃時(shí)，調(diào)RP使IM=0，則I6就固定下來。測(cè)量過程如下:t↑→uS↓→uo1↓→uo↑→IM↑

當(dāng)溫度下降時(shí)，則各量變化相反，M指示值下降。圖9-9電子溫度計(jì)原理圖加法運(yùn)算電路的輸出電壓與若干個(gè)輸入電壓的代數(shù)和成比例。如果在反相比例運(yùn)算電路的輸入端增加若干輸入電路，如圖9-10所示，則構(gòu)成反相加法運(yùn)算電路。由節(jié)點(diǎn)電流定律得

if=i11+i12+i13

依據(jù)

二、加法運(yùn)算電路≈0

圖9-10反相加法運(yùn)算電路當(dāng)R11=R12=R13=R1時(shí)，則上式為

當(dāng)R1=RF時(shí)，則有

平衡電阻為

R2=R11∥R12∥R13∥RF

【例9-3】一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的輸出電壓和一些待測(cè)量（經(jīng)傳感器變換為電壓信號(hào)）的關(guān)系為試用集成運(yùn)放構(gòu)成信號(hào)處理電路，若取RF=100kΩ，求各電阻值。解:分析得知輸入信號(hào)為加法關(guān)系，因此第一級(jí)采用加法電路，輸入信號(hào)與輸出信號(hào)要求同相位，所以再加一級(jí)反相器。電路構(gòu)成如圖9-11所示。圖9-11例9-3圖解:分析得知輸入信號(hào)為加法關(guān)系，因此第一級(jí)采用加法電路，輸入信號(hào)與輸出信號(hào)要求同相位，所以再加一級(jí)反相器。電路構(gòu)成如圖9-11所示。推導(dǎo)第一級(jí)電路的各電阻阻值:由RF=100kΩ得

R11=50kΩ，R12=200kΩ，R13=25kΩ

平衡電阻為

Rb1=RF∥R11∥R12∥R13=100∥50∥200∥25=13kΩ

第二級(jí)為反相電路，則有

R21=RF=100kΩ

平衡電阻為

Rb2=RF∥R21=100∥100=50kΩ三、減法運(yùn)算電路

如果兩個(gè)輸入端都有信號(hào)輸入，則為差分輸入。差分運(yùn)算在測(cè)量和控制系統(tǒng)中應(yīng)用很多，其放大電路如圖9-12所示。根據(jù)疊加原理可知，uo為ui1和ui2分別單獨(dú)在反相比例運(yùn)算電路和同相比例運(yùn)算電路上產(chǎn)生的響應(yīng)之和，即

當(dāng)R1=R2、R3=RF時(shí)，則有

可見，此電路輸出電壓與兩輸入電壓之差成比例，故稱其為差動(dòng)運(yùn)算電路或減法運(yùn)算電路。四、微分運(yùn)算電路和積分運(yùn)算電路圖9-12差分輸入放大電路

1.微分運(yùn)算電路微分運(yùn)算電路如圖9-13（a）所示。依據(jù)≈0，可得

iR=iC所以

可見uo與ui的微分成比例，因此稱為微分運(yùn)算電路。在自動(dòng)控制電路中，微分運(yùn)算電路不僅可實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)微分運(yùn)算，還可用于延時(shí)、定時(shí)以及波形變換。如圖9-13（b）所示，當(dāng)ui為矩形脈沖時(shí)，則uo為尖脈沖。

2.積分運(yùn)算電路積分運(yùn)算電路如圖9-14（a）所示。由電路可得圖9-13微分運(yùn)算電路可見，uo與ui的積分成比例，因此稱為積分運(yùn)算電路。若ui=-U，則圖9-14積分運(yùn)算電路此時(shí)uo與時(shí)間t成比例，其中uC（0）為電容C端電壓的初始值，圖9-14（b）所示為uC（0）=0時(shí)uo和ui的波形。圖9-15積分運(yùn)算電路的波形變換和移相作用

3.應(yīng)用舉例（1）延時(shí)作用（2）將方波變換為三角波如果積分運(yùn)算電路ui為方波，ui和uo波形如圖9-15（a）所示。（3）移相作用如果積分運(yùn)算電路中ui為正弦波，ui和uo波形如圖9-15（b）所示，可見uo超前ui90°，因此積分運(yùn)算電路可對(duì)輸入正弦信號(hào)實(shí)現(xiàn)移相。9.3集成運(yùn)算放大電路的反饋分析串聯(lián)電壓負(fù)反饋電路的典型例子是同相比例運(yùn)算電路，如圖9-16所示。電阻RF和R1。構(gòu)成反饋支路，在放大器的輸出端，反饋電路直接與輸出端相連，反饋信號(hào)取自電壓信號(hào)，即Xo=uo，形成電壓反饋。RF并未直接接入信號(hào)輸入端，而是接在放大器的反相輸入端，形成負(fù)反饋。將輸出電壓的一部分以電壓uf的形式串聯(lián)接入輸入回路，所以是串聯(lián)反饋。反饋系數(shù)F可以定義為，則有一、串聯(lián)電壓負(fù)反饋并聯(lián)電壓負(fù)反饋的典型電路就是反相比例運(yùn)算電路，如圖9-17所示。圖9-16串聯(lián)電壓負(fù)反饋電路二、并聯(lián)電壓負(fù)反饋

從輸出端分析，仍為電壓反饋，在放大器的輸入端，反饋信號(hào)直接接在信號(hào)輸入端上，與輸入電路并聯(lián)，為并聯(lián)反饋。反饋信號(hào)是以電流的形式出現(xiàn)，凈輸入電流為id=ii-if，反饋電流減小了輸入電流，使實(shí)際輸入放大器的電流變得很微弱（id≈0），所以為負(fù)反饋。圖9-17并聯(lián)電壓負(fù)反饋電路反饋系數(shù)由定義得出，其中XF為反饋電流If，，所以反饋系數(shù)。可見，反饋系數(shù)具有電導(dǎo)的量綱，稱為互導(dǎo)反饋系數(shù)。三、串聯(lián)電流負(fù)反饋

串聯(lián)電流負(fù)反饋電路如圖9-18所示。這是一個(gè)電壓控制電流源電路，也稱電流轉(zhuǎn)換器。反饋電路由RF一個(gè)電阻構(gòu)成，在放大器的輸出端，反饋電路與輸出電阻串聯(lián)，反饋信號(hào)取自輸出電流io（也就是負(fù)載電流），Xo=io，形成電流反饋。也可以這樣分析:如果輸出端接地，從電路中可看到，流過RF的電流并不為零，故為電流反饋。

圖9-18串聯(lián)電流負(fù)反饋電路其反饋電壓uf=ioRF，反饋系數(shù)?？梢?，反饋系數(shù)F具有電阻的量綱，稱為互阻反饋系數(shù)。并聯(lián)電流負(fù)反饋電路如圖9-19所示，這是另一種反相比例運(yùn)算電路。反饋電路是由電阻RF和R構(gòu)成的，在放大器的輸出端，反饋電路并未直接接在輸出端，而是接在RL和R之間，則可忽略不計(jì)RF的分流作用，故認(rèn)為ui=io（RL+R）。四、并聯(lián)電流負(fù)反饋

圖9-19并聯(lián)電流負(fù)反饋電路

根據(jù)=0，RF上所加的電壓uR=ioR，反饋信號(hào)取自輸出電流io（也就是負(fù)載電流），Xo=io，形成電流反饋。也可以這樣分析:如果輸出電壓不變，因負(fù)載變化引起輸出電流io變化，反饋信號(hào)也發(fā)生變化，故為電流反饋。在輸入端，反饋信號(hào)以電流if的形式與輸入信號(hào)并聯(lián)，所以是并聯(lián)反饋。其反饋電流，反饋系數(shù)。五、集成運(yùn)算放大電路反饋分析舉例

【例9-4】圖9-20所示電路為由兩級(jí)運(yùn)放構(gòu)成的放大電路。試判斷其反饋類型。解:分析:電阻RF將第二級(jí)輸出端與第一級(jí)輸入端連起來，形成了后級(jí)對(duì)前級(jí)的反饋（也稱級(jí)間反饋）。

設(shè)ui對(duì)地電位的瞬時(shí)極性為正，則uo1與ui同相，也為正，輸出電壓uo與ui2=uo1反相，瞬時(shí)極性為負(fù)，if從輸入端流向輸出端。圖9-20中標(biāo)出了ii、id、if的瞬時(shí)流向，有id=ii-if?？芍?，反饋的引入使id<ii，所以為負(fù)反饋。反饋電阻RF直接接在輸出端uo上，若令uo=0，則RF一端接地，與輸出信號(hào)無關(guān)，故為電壓反饋。圖9-20例9-4圖

反饋電路直接接在輸入端上，反饋信號(hào)if與輸入信號(hào)ii并聯(lián)，且以電流的形式相加減，所以為并聯(lián)反饋。結(jié)論:由電阻RF構(gòu)成的反饋為交直流并聯(lián)電壓負(fù)反饋。9.4集成運(yùn)算放大器的應(yīng)用

1.測(cè)量放大器常用的測(cè)量放大器（或稱數(shù)據(jù)放大器）電路如圖9-21所示。一、集成運(yùn)放的線性應(yīng)用圖9-21測(cè)量放大器電路

該電路由三個(gè)集成運(yùn)放組成，其中每個(gè)集成運(yùn)放都接成比例運(yùn)算電路的形式。A1、A2組成第一級(jí)，二者均接成同相輸入方式，因此輸入電阻很高。由于電路結(jié)構(gòu)對(duì)稱，它們的漂移和失調(diào)可以互相抵消。A3組成差動(dòng)放大級(jí)。在圖9-21中，當(dāng)加上差模輸入信號(hào)ui時(shí)，若運(yùn)放A1和A2的參數(shù)對(duì)稱，且R2=R3，則電阻R1的中點(diǎn)將為地電位，此時(shí)A1、A2的工作情況將如圖9-22所示，則有圖9-22A1、A2的工作情況

則第一級(jí)的電壓放大倍數(shù)為

由上式可知，只要改變電阻R1，即可靈活地調(diào)節(jié)電壓放大倍數(shù)。當(dāng)R1開路時(shí)，，得到單位增益。

A3為差動(dòng)輸入比例放大電路，如果R4=R5，R6=R7，可得因此，該測(cè)量放大器總的電壓放大倍數(shù)為

2.濾波器濾波器的作用是允許信號(hào)中某一部分頻率的信號(hào)通過，而將其他頻率的信號(hào)衰減。

低通濾波器:允許低頻信號(hào)通過，將高頻信號(hào)衰減。高通濾波器:允許高頻信號(hào)通過，將低頻信號(hào)衰減。帶通濾波器:允許某一頻帶范圍內(nèi)的信號(hào)通過，將此頻帶以外的信號(hào)衰減。帶阻濾波器:阻止某一頻帶范圍內(nèi)的信號(hào)通過，而允許此頻帶以外的信號(hào)通過。（1）無源濾波器利用電阻電容等無源器件可以構(gòu)成簡(jiǎn)單的濾波電路，稱為無源濾波器。圖9-23所示電路分別為低通濾波電路和高通濾波電路及其幅頻特性。（2）有源低通濾波器有源低通濾波電路如圖9-24所示。在圖9-24（a）中，無源濾波網(wǎng)絡(luò)RC接至集成運(yùn)放的同相輸入端;在圖9-24（b）中，RFC接至集成運(yùn)放的反相輸入端。

圖9-25（a）所示為有源低通濾波器的理想特性。實(shí)驗(yàn)給出有源低通濾波器的幅頻特性，如圖9-25（b）所示。如需要改變截止頻率，調(diào)整R和C的參數(shù)即可。圖9-23無源濾波器及其幅頻特性

（3）有源高通濾波器有源高通濾波電路如圖9-26所示。圖9-26（a）為同相輸入接法，圖9-27（b）為反相輸入接法。其理想特性如圖9-27所示。圖9-24有源低通濾波電路

圖9-25有源低通濾波器的理想特性和幅頻特性圖9-26有源高通濾波電路（4）有源帶通濾波電路和有源帶阻濾波電路將低通濾波電路和高通濾波電路進(jìn)行不同的組合，就可獲得帶通濾波電路和帶阻濾波電路。如圖9-28所示，將一個(gè)低通濾波電路和一個(gè)高通濾波電路串聯(lián)可組成帶通濾波電路，將一個(gè)低通濾波電路和一個(gè)高通濾波電路并聯(lián)可組成帶阻濾波電路。圖9-27有源高通濾波器的理想特性圖9-28帶通濾波電路和帶阻濾波電路的組成原理圖

帶通濾波和帶阻濾波的典型電路如圖9-29所示。

圖9-29帶通濾波和帶阻濾波的典型電路二、集成運(yùn)放的非線性應(yīng)用

1.單值比較器圖9-30（a）所示為基本單值比較器電路。

圖9-30基本單值比較器由圖可知它就是一個(gè)處于開環(huán)狀態(tài)的運(yùn)放。被比較的輸入電壓ui加在運(yùn)放反相輸入端，基準(zhǔn)電壓UR為直流量，加在運(yùn)放的同相輸入端。由集成運(yùn)放的特點(diǎn)可知:當(dāng)ui>UR時(shí)，uo=-UoM;當(dāng)ui<UR時(shí)，uo=+UoM。這就是基本單值比較器的輸入與輸出的關(guān)系。其電壓傳輸特性曲線如圖9-30（b）所示。

穩(wěn)壓管的接入有兩種方法:一是接在運(yùn)放的輸出端;二是接在輸出和反相輸入端之間形成過零限幅比較器。如圖9-31所示。圖9-31過零限幅比較器

2.滯回比較器圖9-32（a）所示為滯回比較器電路。

圖9-32滯回比較器由圖9-32（a）可知，因?yàn)樘摂?，則有

閾值電壓為

而uo=±UoM，因此滯回比較器有兩個(gè)閾值電壓，分別為

UT+稱上限閾值電壓，UT-稱下限閾值電壓，顯然UT+>UT-。由UT+和UT-可畫出滯回比較器的電壓傳輸特性曲線，如圖9-32（b）所示（圖中假設(shè)UT>0）。下面結(jié)合圖9-32（a）、圖9-32（b）來討論滯回比較器的工作原理。當(dāng)uo=+UoM時(shí)，u+=UT+;當(dāng)uo=-UoM時(shí)，u+=UT-。因此當(dāng)ui<UT-時(shí)，由于u+=UT+，則uI<0，恒有uo=+UoM;當(dāng)ui>UT+時(shí)，由于u+=UT-，則uI>0，恒有uo=-UoM。若ui由小于UT-正向增大，則uo在ui達(dá)到UT-時(shí)仍保持為+UoM，直到ui增大到稍大于UT+時(shí)，uo才由+UoM翻轉(zhuǎn)為-UoM。

反之，若ui由大于UT+負(fù)向減少，則uo在ui達(dá)到UT+時(shí)仍保持為-UoM，直到ui減少到稍小于UT-時(shí)，uo才由-UoM翻轉(zhuǎn)為+UoM。可見不論ui正向或負(fù)向通過閾值點(diǎn)時(shí)，uo都是在下一個(gè)閾值點(diǎn)處才翻轉(zhuǎn)，具有滯后特點(diǎn)。由傳輸特性曲線形狀也可看出，曲線在閾值點(diǎn)處形成回環(huán)（類似于磁性材料的磁滯回線），因此稱這種具有滯后回環(huán)特性的比較器為滯回比較器（又稱施密特觸發(fā)器）。滯回比較器有兩個(gè)閾值，兩閾值之差（UUT+-UT-）稱為回差電壓，用ΔU表示，即

ΔU=UT+-UT-三、集成運(yùn)放應(yīng)用的一些實(shí)際問題

1.消振

2.電路的調(diào)零對(duì)于沒有專用調(diào)零管腳的運(yùn)放器件，可在輸入端采用調(diào)零電路措施，如圖9-33所示。圖9-34電源端的保護(hù)圖9-33調(diào)零電路

3.電源極性錯(cuò)接保護(hù)為了防止電源極性接反，引起器件損壞，可利用二極管的單向?qū)щ娦裕陔娫催B接線中串接二極管來實(shí)現(xiàn)保護(hù)，如圖9-34所示。

圖9-36輸出端的保護(hù)圖9-35輸入端的保護(hù)4.輸入保護(hù)

如圖9-35所示，將兩只二極管反向并聯(lián)在兩個(gè)輸入端之間，利用二極管的正向限幅作用，把輸入端的電壓限制在二極管正向壓降的數(shù)值之內(nèi)。

5.輸出保護(hù)圖9-36所示為常用的輸出過電壓保護(hù)電路。

9.5集成運(yùn)放構(gòu)成的信號(hào)發(fā)生器

1.正弦波振蕩器的工作原理當(dāng)放大器滿足正反饋及一定條件時(shí)，其輸入端不需外加輸入信號(hào)，在輸出端仍有一定頻率和幅度的信號(hào)輸出，稱為自激振蕩。振