电工电子技术第6章

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1、第6章集成运算放大器太原理工大学电工基础教学部第6章集成运算放大器6.1集成运算放大器简介6.2放大电路中的反馈6.4集成运放的非线性应用6.3集成运放的线性应用6.5正弦波发生器第6章集成运算放大器1.了解集成运放的基本组成及主要参数的意义。2.理解运算放大器的电压传输特性，掌握理想运算放大器的基本分析方法。理解反馈的概念，了解负反馈对放大电路性能的影响。4.理解用集成运放组成的基本运算电路的工作原理，5.理解电压比较器的工作原理和应用。6.了解振荡电路自激振荡的条件和RC振荡电路的工作原理。本章要求:6.1集成运算放大器简介6.1.1集成运放的结构和符号集成运算放大器是一种具有很高放

2、大倍数的多级直接耦合放大电路。是发展最早、应用最广泛的一种模拟集成电路。输入级中间级输出级同相输入端输出端反相输入端+UCC–UEEuou–u+②中间级：多采用共射放大电路；电压放大倍数高。③输出级：一般采用射极输出器或互补对称电路；输出电阻小，带负载能力强。④偏置电路：给各级电路提供稳定和合适的静态工作点1.结构①输入级：采用差动放大器，有同相输入和反相两个输入端；输入电阻大；抗干扰能力强。输入端输出端输入级中间级输出级偏置电路u–u+uo2.特点①电路元件制作在一个芯片上，元件参数偏差一致，温度均一性好。②电阻元件的阻值范围在100Ω~30kΩ，且精度低。大电阻用晶体管恒流源代替或采

3、用外接。③电容元件为200PF以下的小电容。大电容一般采用外接。④二极管一般用三极管的发射结构成。CEB高增益、高可靠性、低成本、小尺寸Auo高:80dB~140dB;rid高:105~1011ro低:几十~几百;KCMR高:70dB~130dB231411U1LM3243261574U3LM7412374618U2OP072374618U4OP27AEDA软件中的部分集成运放的符号集成运放的常用符号(a)国际流行符号(b)国际标准符号(c)具有电源引脚的流行符号+_+u-u+uoAouou+u-uo+Ucc-Uccu-u+3.符号+_+u-u+uoAouou+u-uo——输出端u

4、-——反相输入端；u+——同相输入端；uo与u-反相uo与u+同相LM7413261574ULM741(F007)6.1.2集成运放的主要技术指标1.开环差模电压放大倍数Aod一般约为80~140dB，即104~107倍。无外加反馈的情况下的差模电压放大倍数（增益）。通常用分贝（dB)表示。2.共模抑制比KCMR一般KCMR的值为80dB以上，越大越好。衡量差动管向输入信号索取电流大小的标志。3.差模输入电阻rid一般rid的值为2MΩ以上，越大越好(高达106MΩ)。4.开环输出电阻ro反映集成运放的带负载能力,一般ro为几百Ω，性能较高的集成运放的ro可小于100Ω。UIO是为了使输

5、出电压为0，在输入端加的补偿电压。反映了运放输入端两管的对称度。5.输入失调电压UIO一般UIO的值为1μV~20mV，越小越好。7.最大输出电压UoppF007为±12V~±13V，略低于±UCC两个输入端静态电流IB1、IB2之差。6.输入失调电流IIO一般IIO的值为1nA~0.1μA，越小越好。运放选择与使用的注意事项：①尽量选择通用的运放②学会辨认管脚③搞清主要参数UCC、ri、ro、Io等④搞清是否需要加直流偏置⑤搞清是否需要加调零电路及输入、输出的保护电路。6.1.3集成运放的电压传输特性与理想化模型1.理想运算放大器的条件和符号⑵开环差模输入电阻rid→∞⑷共模抑制比KC

6、MR→∞⑶开环输出电阻ro→0⑴开环差模电压放大倍数Aod→∞uo_++∞u+u－uo＋－u－u+理想运算放大器的符号2.电压传输特性u-uo_++∞u+u+-u-uo+UOM-UOMo实际特性理想特性负反馈特性⑴线性区（放大区）⑵非线性区（饱和区）线性区内Ao→∞，线性区间太窄使用时必须加深度负反馈使Ao降低，增宽线性区间输出两种状态u+＞u-时，uo=+UOMu+＜u-时，uo=-UOMUOM=±（12~13）V6.2放大电路中的反馈反馈——将放大电路输出信号（电压或电流）的部分或全部反送到输入端，控制输入信号。这一过程称为反馈。正反馈——反馈信号使净输入信号增大，放大倍数升高，

7、称为正反馈。6.2.1反馈的基本概念1.什么是反馈负反馈——反馈信号使净输入信号减小，放大倍数降低，称为负反馈。实际放大电路中，总要引入反馈，以改善电路的性能2.反馈的框图表示⑴开环系统（无反馈系统）净输入信号：开环放大倍数：放大电路AX输入信号输出信号净输入信号⑵闭环系统（有反馈系统）开环放大倍数：反馈系数：净输入信号：放大电路AX输入信号输出信号FX反馈电路反馈信号比较环节净输入信号放大电路AX输入信号输出信号FX反馈电路反馈信