《電工電子技術(shù)及應(yīng)用》課件 4-2-3 集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

電工電子技術(shù)及應(yīng)用任務(wù)4-2-3集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用學(xué)習(xí)內(nèi)容及目標(biāo)：任務(wù)4-2-3集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用能力目標(biāo)1、能根據(jù)需要正確選用集成運(yùn)放電路，會(huì)調(diào)整電路電壓放大倍數(shù)。知識(shí)目標(biāo)1、能說出集成運(yùn)放的特點(diǎn)、參數(shù)；2、能說出常用集成運(yùn)放線性電路的結(jié)構(gòu)、工作原理及放大倍數(shù)的計(jì)算方法。2情境4直流穩(wěn)壓電源組裝、調(diào)試及維修一、導(dǎo)入情景：在科技高速發(fā)展的今天，我們知道電子器件越來越小型化，就拿電腦來講筆記本電腦的重量越來越輕，那是因?yàn)槭裁茨?？那是因?yàn)樵骷絹碓郊苫诰€性集成電路中應(yīng)用最廣泛的就是集成運(yùn)算放大器，它是一種高放大倍數(shù)的多級(jí)直接耦合放大器。任務(wù)4-2-3集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用3情境4直流穩(wěn)壓電源組裝、調(diào)試及維修外形如圖4-2-3-1所示。

一、集成電路

雙列直插式圓殼式扁平式圖4-2-3-1集成運(yùn)放外形1、集成運(yùn)放的結(jié)構(gòu)4情境4直流穩(wěn)壓電源組裝、調(diào)試及維修情境4直流穩(wěn)壓電源組裝、調(diào)試及維修5集成運(yùn)放的基本組成如下圖所示，一般集成運(yùn)放是由三級(jí)以上放大器組成的，第一級(jí)通常為差分放大作為輸入級(jí)，再經(jīng)中間級(jí)的電壓放大，最后為輸出級(jí)。集成運(yùn)放電路符號(hào)

1、集成運(yùn)放的結(jié)構(gòu)集成運(yùn)放基本組成框圖

5情境4直流穩(wěn)壓電源組裝、調(diào)試及維修UEE+UCC

u+uo

u–反相輸入端同相輸入端原理框圖T3T4T5T1T2IS輸入級(jí)中間級(jí)輸出級(jí)與uo反相與uo同相6情境4直流穩(wěn)壓電源組裝、調(diào)試及維修集成電路:

將整個(gè)電路的各個(gè)元件做在同一個(gè)半導(dǎo)體基片上。集成電路的優(yōu)點(diǎn)：工作穩(wěn)定、使用方便、體積小、重量輕、功耗小。集成電路的分類：模擬集成電路、數(shù)字集成電路；小、中、大、超大規(guī)模集成電路；

集成運(yùn)放的特性7情境4直流穩(wěn)壓電源組裝、調(diào)試及維修1、開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)Aod:指集成運(yùn)放在無外加反饋回路的情況下的差模電壓放大倍數(shù),即對(duì)于集成運(yùn)放而言,希望Aod大且穩(wěn)定。2、最大輸出電壓UOM：

輸出端開路時(shí),集成運(yùn)放能輸出的最大不失真電壓。。3、差模輸入電阻ri：ri的大小反映了集成運(yùn)放輸入端向信號(hào)源索取電流的大小。要求ri愈大愈好,一般集成運(yùn)放ri為幾百千歐至幾兆歐,故輸入級(jí)常采用場(chǎng)效應(yīng)管來提高輸入電阻ri。

2、集成運(yùn)放的主要參數(shù)8情境4直流穩(wěn)壓電源組裝、調(diào)試及維修4、輸出電阻Ro:

Ro的大小反映了集成運(yùn)放在小信號(hào)輸出時(shí)帶負(fù)載的能力，有時(shí)只用最大輸出電流Iomax表示它的極限負(fù)載能力。2、集成運(yùn)放的主要參數(shù)9情境4直流穩(wěn)壓電源組裝、調(diào)試及維修(1)開環(huán)電壓放大倍數(shù)Aod=∞；(2)輸入電阻ri=∞；(3)輸入偏置電流IB1=IB2=0；(4)輸出電阻Ro=0；3、理想集成運(yùn)放電路參數(shù)10情境4直流穩(wěn)壓電源組裝、調(diào)試及維修（1）集成運(yùn)放線性應(yīng)用的條件和特點(diǎn)

當(dāng)集成運(yùn)放引入深度負(fù)反饋時(shí)，其工作在線性放大的條件下，輸出和輸入的關(guān)系為：4、集成運(yùn)放的特點(diǎn)集成運(yùn)放線性工作區(qū)的特點(diǎn)：虛短、虛斷

①“虛短”理解：集成運(yùn)放同相輸入端和反相輸入端的電位近似相等稱為"虛短"。即：②“虛斷”理解：集成運(yùn)放同相輸入端和反相輸入端的電流趨于零稱為"虛斷"。即：11情境4直流穩(wěn)壓電源組裝、調(diào)試及維修情境4直流穩(wěn)壓電源組裝、調(diào)試及維修12

由于運(yùn)放的開環(huán)放大倍數(shù)很大，輸入電阻高，輸出電阻小，在分析時(shí)常將其理想化，稱其所謂的理想運(yùn)放。理想運(yùn)放的條件虛短路放大倍數(shù)與負(fù)載無關(guān)。分析多個(gè)運(yùn)放級(jí)聯(lián)組合的線性電路時(shí)可以分別對(duì)每個(gè)運(yùn)放進(jìn)行。虛開路運(yùn)放工作在線性區(qū)的特點(diǎn)12情境4直流穩(wěn)壓電源組裝、調(diào)試及維修4、集成運(yùn)放的特點(diǎn)（2）集成運(yùn)放非線性應(yīng)用的特點(diǎn)和條件當(dāng)集成運(yùn)放引入正反饋或處在開環(huán)狀態(tài)時(shí)，只要在輸入端輸入很小的電壓變化量，輸出端輸出的電壓即為正最大輸出電壓或負(fù)最大輸出電壓。集成運(yùn)放非線性應(yīng)用的特點(diǎn)：①輸出電壓只有兩種可能的狀態(tài)，正最大輸出電壓或負(fù)最大輸出電壓。②集成運(yùn)放的輸入電流等于零。4、集成運(yùn)放的特點(diǎn)13情境4直流穩(wěn)壓電源組裝、調(diào)試及維修情境4直流穩(wěn)壓電源組裝、調(diào)試及維修14i1=i2虛短路虛開路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：負(fù)反饋引到反相輸入端，信號(hào)從反相端輸入。1、反相比例運(yùn)算放大電路

二、集成運(yùn)放的線性應(yīng)用14情境4直流穩(wěn)壓電源組裝、調(diào)試及維修情境4直流穩(wěn)壓電源組裝、調(diào)試及維修15平衡電阻，使輸入端對(duì)地的靜態(tài)電阻相等，保證靜態(tài)時(shí)輸入級(jí)的對(duì)稱性。RP=R1

//R2uo_+

+

R2R1RPuii1i21、反相比例運(yùn)算放大電路

15情境4直流穩(wěn)壓電源組裝、調(diào)試及維修_+

+

R2R1RPuiuou-=u+=ui虛短路虛開路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：負(fù)反饋引到反相輸入端，信號(hào)從同相端輸入。2、同相比例運(yùn)算放大電路

16情境4直流穩(wěn)壓電源組裝、調(diào)試及維修2、同相比例運(yùn)算放大電路

17情境4直流穩(wěn)壓電源組裝、調(diào)試及維修調(diào)節(jié)反相求和電路的某一路信號(hào)的輸入電阻，不影響輸入電壓和輸出電壓的比例關(guān)系，調(diào)節(jié)方便。3、反相求和運(yùn)算放大電路

18情境4直流穩(wěn)壓電源組裝、調(diào)試及維修情境4直流穩(wěn)壓電源組裝、調(diào)試及維修19R12_++

R2R11ui2uoRPui13、反相求和運(yùn)算放大電路

19情境4直流穩(wěn)壓電源組裝、調(diào)試及維修解出：4、減法運(yùn)算放大電路

20情境4直流穩(wěn)壓電源組裝、調(diào)試及維修_+

+

uiuo此電路是電壓并聯(lián)負(fù)反饋，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。電壓跟隨器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：輸出電壓全部引到反相輸入端，信號(hào)從同相端輸入。電壓跟隨器是同相比例運(yùn)算放大器的特例。21情境4直流穩(wěn)壓電源組裝、調(diào)試及維修1、圖示電路為應(yīng)用集成運(yùn)放組成的測(cè)量電阻的原理電路，試寫出被測(cè)電阻Rx與電壓表電壓Uo的關(guān)系。作業(yè)22情境4直流穩(wěn)壓電源