清华杨素行第三版模电第7章.ppt

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1、第一节理想运放的概念什么是理想运放理想运放工作在线性区时的特点理想运放工作在非线性区时的特点下页总目录一、什么是理想运放开环差模电压增益Aod=∞差模输入电阻Rid=∞输出电阻ro=0共模抑制比KCMR=∞输入失调电压UIo及其温漂输入失调电流IIo及其温漂输入偏置电流IIB=0-3dB带宽fH=∞等等。所谓理想运放,就是将集成运放的各项技术指标理想化：下页上页首页为零为零下页上页实际的集成运放不可能达到上述理想化的技术指标。但一般情况下，在分析集成运放的应用电路时，将实际的集成运放视为理想运放带来的误差，在工程上是允许的。在分析运放应用电路的工作原理和输入输出关系时，运用理想运放的概念

2、，有利于抓住事物的本质，忽略次要因素，简化分析的过程。首页下页上页在各种不同的应用电路中，集成运放的工作范围可能有两种情况：工作在线性区或工作在非线性区。当工作在线性区时，集成运放的输出电压与其两个输入端的电压之间存在着线性放大关系，即Aod+-u+u-i+i-uO集成运放的电压和电流当工作在非线性区时，集成运放的输出、输入信号之间将不满足关系式：首页i+=i-=0u+=u-二、理想运放工作在线性区时的特点1.理想运放的差模输入电压等于零。2.理想运放的输入电流等于零。uO=Aod（u+-u-）Aod+-u+u-i+i-uO集成运放的电压和电流虚短虚断下页上页首页三、理想运放工作在非线性

3、区时的特点uo≠Aod（u+-u-）uo=+Uopp当u+>u-uo=-Uopp当u+

4、成RFuOi-i++-AR1R2uIu-u+u+=0下页上页首页u-=u+=0uOAuf=uI=RFR1输入电阻Rif=R1uI-u-u--uOR1RF=由iI=iFRFuOi-i++-AR1R2uIu-u+2.工作原理下页上页首页仿真结论：电路是深度电压并联负反馈电路，理想情况下，反相输入端“虚地”，共模输入电压低。

5、Auf

6、可大于1、等于1或小于1。3.电路的输入电阻不高，输出电阻很低。2.实现了反相比例运算。

7、Auf

8、取决于电阻RF和R1之比。uO与uI反相，下页上页首页ui=u+i-=i+=0二、同相比例运算电路i-i+R2=R1//RFAuf=uOuI=1+RFR1Rif=(1

9、+AodF)RidR1R1+RFu-=u0R1R1+RFu0=uIF=uFuOR1R1+RF=下页上页AR1RFR2uOuI+-u+u-同相比例运算电路同相比例运算电路的比例系数总是大于或等于1。首页当RF=0或R1=∞时，比例系数等于1，此时电路为：+-AuOuI电压跟随器Auf=uOuI=1下页上页u+=uIu-=uO由于虚短，即u+=u-，故uO=uI这种电路又称为电压跟随器。首页仿真结论：电路是一个深度的电压串联负反馈电路。“虚短”,不“虚地”，共模输入电压高。2.实现了同相比例运算,Auf只与RF和R1有关，uO与ui同相，Auf大于1或等于1。3.输入电阻高，输出电阻低。下页

10、上页首页三、差分比例运算电路R1=R1´、RF=RF´u-=RFR1+RFR1R1+RFuOuI+u+=RF´R1´+RF´uI´uI+uI´RF´R1´+RF´RFR1+RFR1R1+RFu0=利用叠加定理得：RFiIiF+-AR1RF´uOuIuI´R1´u-u+下页上页首页ui–u-u-–uORFR1=iI=iFAuf==R1uOui–ui´RF差模输入电阻：Rif=2R1RFiIiF+-AR1RF´uOuIuI´R1´u-u+下页上页首页结论：实现差分比例运算（减法运算），Auf决定于电阻RF和R1之比，与集成运放内部参数无关。2.共模输入电压高，“虚短”，但不“虚地”。3.输入

11、电阻不高，输出电阻低，元件对称性要求高。下页上页首页[例7.2.1]（1）求:电压放大倍数Au；（2）已知A1、A2的Aod和Rid,求电路的输入电阻Ri。uO三运放数据放大器原理图R5+-A3R4R6uI+R3-AA2uO2-A1uO1+R2+-R7R1电路如图所示：下页上页首页设R1=1kΩ设R2=R3=1kΩ，设R4=R5=2kΩ，设R6=R7=100kΩ。已知A1、A2的开环放大倍数Aod=105，差模输入电阻Rid=2MΩ