集成运算放大器的线性应用电路

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1、4.3求和运算电路4.5对数和指数运算电路第四章集成运算放大器的线性应用电路4.1运算放大器线性应用电路的特点4.2比例运算电路4.4积分和微分运算电路本章主要讲述理想集成运放的特点、基本运算电路。重点掌握理想集成运放的特点及“虚短”、“虚断”的概念，并能应用这两个基本概念分析基本运算电路；内容简介满足下列参数指标的运算放大器可以视为理想运算放大器。1.开环差模电压放大倍数Avd=，实际上Avd≥80dB即可。一、理想运放的性能指标2.差模输入电阻Rid=，实际上Rid比输入端外电路的电阻大2～3个量级

2、即可。3.输出电阻Ro=0，实际上Ro比输入端外电路的电阻小1～2个量级即可。5.带宽足够宽，上限截止频率fH=。4.共模抑制比足够大，KCMR=。实际上在做一般原理性分析时，产品运算放大器都可以视为理想的。只要实际的运用条件不使运算放大器的某个技术指标明显下降即可。6.失调电压、失调电流和温漂均为零，且无任何内部噪声。实际集成运放的特性很接近理想集成运放，我们仅仅在进行误差分析时，才考虑理想化后造成的影响，一般工程计算其影响可以忽略。集成运放的电压传输特性在线性区：uO＝Aod(uP－uN)，Aod是

3、开环差模放大倍数。由于Aod高达几十万倍，所以集成运放工作在线性区时的最大输入电压(uP－uN)的数值仅为几十～一百多μV。当其大于此值时，集成运放的输出不是＋UOM,就是－UOM，即集成运放工作在非线性区。（2）理想集成运放工作于线性区理想运放工作于线性区：“虚短”：运放的同相输入端和反相输入端的电位“无穷”接近，好象短路一样，但却不是真正的短路。“虚断”：运放的同相输入端和反相输入端的电流趋于0，好象断路一样，但却不是真正的断路。理想运放工作于线性区，因其放大倍数趋于无穷大，所以在输入端只要加一个非无穷

4、小的电压，其输出就会超出其线性工作区，因此，只有电路引入负反馈，才能使其工作于线性区。（3）理想集成运放工作于非线性区电路中没有引入负反馈或引入的是正反馈，理想运放工作于非线性区。因其放大倍数趋于无穷大，所以输出电压只有两种可能：4.2基本运算电路比例运算电路积分微分运算电路对数指数运算电路加减运算电路比例运算电路：将输入信号按比例放大的电路。分类：按输入信号加入不同的输入端分反向比例电路同相比例电路差动比例电路比例放大电路是集成运算放大电路的三种主要放大形式(1)反相比例运算放大器_++RFR

5、1R’uiuoiIiFi-i+虚地点iI=iF+i-=iF,i-=0i+=0u+=0u－=u+=0平衡电阻(使输入端对地的静态电阻相等):R’=R1//RFF电压放大倍数:反相比例运算放大器输入电阻Ri=R1输入电阻(小):uo_++RFR1RPuiiIiFi-i+反馈电阻运算放大器输入端无共模信号运算电路输入电阻较小_++RFR1R’uiuoiIiFi-i+例题1.R1=10k,RF=20k,ui=-1V。求:uo，R’应为多大？Auf=-（RF/R1）=-20/10=-2uo=Aufui=(

6、-2)(-1)=2VR’=R1//RF=10//20=6.7k(2)同相比例运算放大器u-=u+=uii+=0i-=0_++RFR1RuiuoiFi1Auf=1+RFR1iF=i1R=R1//RF同相比例运算放大器输入电阻：_++RFRfRPuiuo运算放大器输入端有共模信号运算电路输入电阻很大Ri=输入电阻(大):_++RFRfRPuiuoAuf=1+RFRf当RF=0时,Auf=1uo=ui(3)电压跟随器此电路输入电阻大，输出电阻小，在电路中作用与分离元件的射极输出器相同，但是电压跟随性

7、能好。_++RFR1R’uiuoiFi1例题2.R1=10k,RF=20k,ui=-1V。求:uo，R’应为多大？uo=Aufui=(3)(-1)=-3VR’=R1//RF=10//20=6.7kAuf=1+=1+20/10=3RFR1(4)差动放大器_++RFR1R1ui1uoRFui2i+=0i-=0ui1RFR1+RFu+=u-=u+u-=uoR1+ui2RFR1+RFuoR1+ui2RFR1+RFui1RFR1+RF=例题3.R1=10k,R2=20k,ui1=-1V，ui2=1V

8、。求:uouo_++R2R1R1R2ui1_++ui2_++R2R1RPuo=(uo2-uo1)=(20/10)[3-(-1)]=8VR2R1uo1=ui1=-1Vuo2=ui2(1+R2/R1)=3V(5)反相求和运算：_++RFR1R2ui2uoR’ui1i1i2iF虚地uo=-(ui1R1RF+ui2R2RF)若R1=R2=R,uo=-(ui1RRF+ui2)取R’=R1//R2//RFuo