含有运放的电阻电路课件.ppt

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1、重点（1）理想运算放大器的外部特性（2）含理想运算放大器的电阻电路分析（3）熟悉一些典型的电路第5章含有运算放大器的电阻电路运算放大器运算放大器是一种有着十分广泛用途的多端器件，是内部包含许多晶体管的集成电路。最早开始应用于1940年，1960年后，随着集成电路技术的发展，运算放大器逐步集成化，大大降低了成本，获得了越来越广泛的应用。5.1运算放大器的电路模型1.简介应用运算放大器是一种高增益（可达几万甚至更高）、高输入电阻、低输出电阻的放大器。主要用于模拟计算，可模拟加、减、积分、微分等数学运算，对电路进行模拟分析。在信号处理、测量及波形产生方面也获得广泛应用。电路输

2、入级偏置电路中间级用以电压放大输出级输入端输出端符号a、b：输入端E＋、E－：直流偏置电压o：输出端＋＋－E＋E－abo地+__+u+u-+_uoao_++b电路符号a：反相输入端，输入电压u－b：同相输入端，输入电压u+o：输出端,输出电压uo在电路符号图中一般不画出直流电源端，而只有a,b,o三端和接地端。其中参考方向如图所示，每一点均为对地的电压，在接地端未画出时尤须注意。:公共端(接地端)（1）在a端和b端分别同时加电压u-和u+，可得输出uo和输入电压之间的关系。这种输入方式称为差分输入。2.运算放大器的输入其中ud=u+-u-，称为差分输入电压u+u-uoo

3、_++＋－＋－＋－A：开环电压放大倍数，可达几万倍以上。（3）在b端加电压u+，可得输出uo。u-u＋uoo-++＋－＋－（2）在a端加电压u-，可得输出uo。au+u-uoo_++＋－＋－在a,b间加一电压ud=u+-u-，可得输出uo和输入ud之间的转移特性曲线3.运算放大器的特性Usat-Usat-uo/Vud/mVO实际特性近似特性au+u-uoo+_ud_++b饱和电压分三个区域：①线性工作区：

4、ud

5、<=Usat/A,则uo=Aud②正向饱和区：③反向饱和区：ud>则uo=Usatud<-则uo=-Usat是一个数值很小的电压，例如Usat=13

6、V,A=105，则=0.13mV。Usat-Usat-uo/Vud/mVO实际特性近似特性4.电路模型输入电阻输出电阻+_A(u+-u-)RoRiu+u-＋－uo特点:高放大倍数(A:几万~几百万倍)高输入电阻(Ri:几兆~几十兆)低输出电阻(Ro:几十欧)Ri>>Ro在线性区理想化:A=∞,Ri=∞,Ro=0在线性放大区，将运放电路作如下的理想化处理：①Auo为有限值，则ud=0,即u+=u-，两个输入端之间相当于短路(虚短路)；②Ri5.理想运算放大器i+=0,i－=0。即从输入端看进去，元件相当于开路(虚断路)。+_A(u+-u-)RoRiu+u-＋

7、－uo③Ro0输出电压不受输出电流的影响。au+u-uoo+_ud_+∞+bUsat-UsatUo/VUd/mVO反向饱和区Ud<0正向饱和区Ud>0理想运放电压转移特性（外特性）5.2比例电路的分析反相比例器运放开环工作极不稳定，一般外部接若干元件(R、C等)，使其工作在闭环状态。运放等效电路+_uo_+++_uiR1R212R1RiR2RoAu-+_+_u-+_uo+_ui21用结点法分析：由un1=u-,un2=uo。整理，得R1RiR2RoAu-+_+_u-+_uo+_ui21因A很大，Ro很小，Ri很大，再适当选择R1和R2，则有表明uo/ui只取决于反馈电

8、阻R2与R1比值，而与放大器本身的参数无关。负号表明uo和ui总是符号相反(反相比例器)。根据理想运放的特性分析：由于A=∞,有u-=u+=0。A=∞,Ri=∞,Ro=0R1RiR2RoAu-+_+_u-+_uo+_ui21i2i1(1)当R1和R2确定后，为使uo不超过饱和电压(即保证工作在线性区)，对ui有一定限制。(2)运放工作在开环状态极不稳定。工作在闭环状态，输出电压由外电路决定。(R2接在输出端和反相输入端,称为负反馈)。注意+_uo_+++_uiR1R2RLi1i2u+u-5.3含有理想运算放大器的电路的分析分析理想运算放大器的两条规则:(1)倒向端和非

9、倒向端的输入电流均为零[虚断]。(2)对于公共端(地),倒向输入端的电压与非倒向输入端的电压相等[虚短]。1.非倒向放大器（比例器）i1=i2=0根据规则1＋－+uiR1R2u2i1+_uo+_i2＋－根据规则2ui=u+=u-=u22.电压跟随器特点：①输入电阻无穷大(虚断)②输出电阻为零应用：在电路中起隔离前后两级电路的作用。③uo=ui电路A电路B_+++_+_uiuo例可见，加入跟随器后，隔离了前后两级电路的相互影响。R2RLR1+_u2+_u1_+++_u1R1R2RL+_u2A电路3.加法器根据规则1根据规则2+_uo_