第2章运放及应用ppt课件.ppt

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1、第二章集成运放及其基本应用2.2理想运放在线性区常用电路2.3理想运放在非线性区常用电路2.1集成运算放大器12.1集成运算放大器集成运算放大器（集成运放、运放）：是由多级直接耦合放大电路组成的高增益模拟集成电路。(a)双列直插式(b)圆壳式(c)扁平式集成运放的外形：2运算放大器外形图3运算放大器外形图4μA741外形图：运放的电路符号：2.1.1集成运放的电压传输特性同相输入端反相输入端输出端5集成运放的主要技术指标集成运算放大器的符号+A反相输入端同相输入端输出端一、开环差模电压增益Aod一般用对数表示，定义为单位：分贝理想情况Aod为无穷大；

2、实际情况Aod为100~140dB。图5.2.1运算放大器的符号6二、输入失调电压UIO三、输入失调电压温漂UIO定义：为了使输出电压为零，在输入端所需要加的补偿电压。一般运放：UIO为1~10mV；高质量运放：UIO为1mV以下。定义：一般运放为每度10~20V；高质量运放低于每度0.5V以下；7四、输入失调电流IIO五、输入失调电流温漂IIO当输出电压等于零时，两个输入端偏置电流之差，即定义：一般运放为几十~一百纳安；高质量的低于1nA。定义：一般运放为每度几纳安；高质量的每度几十皮安。8六、输入偏置电流IIB七、差模输入电阻rid八、共

3、模抑制比KCMR定义：输出电压等于零时，两个输入端偏置电流的平均值。定义：一般集成运放为几兆欧。定义：多数集成运放在80dB以上，高质量的可达160dB。9九、最大共模输入电压UIcm输入端所能承受的最大共模电压。十、最大差模输入电压UIdm反相输入端与同相输入端之间能够承受的最大电压。十一、-3dB带宽fH表示Aod下降3dB时的频率。一般集成运放fH只有几赫至几千赫。10十二、单位增益带宽BWGAod降至0dB时的频率，此时开环差模电压放大倍数等于1。十三、转换速率SR额定负载条件下，输入一个大幅度的阶跃信号时，输出电压的最大变化率。单位为V/

4、s。在实际工作中，输入信号的变化率一般不要大于集成运放的SR值。其他技术指标还有：最大输出电压、静态功耗及输出电阻等。11理想运算放大器理想运放的技术指标开环差模电压增益Aod=∞；输出电阻ro=0；共模抑制比KCMR=∞；差模输入电阻rid=∞；UIO=0、IIO=0、UIO=IIO=0；输入偏置电流IIB=0；-3dB带宽fH=∞，等等。12正饱和区负饱和区线性区线性区电压传输特性：差模输入信号：开环电压放大倍数：Auo非线性区13理想运放工作在线性区时的特点输出电压与其两个输入端的电压之间存在线性放大关系，即+Aod理想运放工作在线性区特点

5、：1.理想运放的差模输入电压等于零即——“虚短”集成运放的电压和电流142.理想运放的输入电流等于零由于rid=∞，两个输入端均没有电流，即——“虚断”152.1.2理想集成运放及不同工作区的特点理想运放的参数：（1）Auo＝∞；（2）输入电阻Ri＝∞；（3）输出电阻Ro＝0；（4）通频带fbw＝∞工作在线性区的特点：（1）虚短路uP＝uN（2）虚断路iP＝0、iN＝0工作在非线性区的特点：（2）虚断路iP＝0、iN＝016例如F007开环时Auo=105,－Uom=－10V,Uom=+10V,则差模输入信号的线性区为-0.1mV~+0.1mV。如果

6、外加负反馈,使闭环增益Au=100,则差模输入信号的线性区为-100mV~+100mV。运放必须加负反馈才可以工作在线性区。小结：如果运放应用电路中引入了负反馈，则在输入信号一个较大范围内，集成运放工作在线性工作区；分析集成运放线性应用电路时，注意应用“虚短”和“虚断”两个重要特点。若集成运放工作于开环或正反馈状态，则运放处于开关状态，输出电压在正、负饱和值之间转换。注意：不存在“虚短”现象，仍存在“虚断”现象。172.2理想运放在线性区常用电路2.2.1基本运算电路1.比例运算电路2.加减运算电路3.积分、微分电路2.2.2有源滤波电路1.一阶有源

7、低通滤波电路2.一阶有源高通滤波电路3.带通滤波电路182.2.1基本运算电路1.比例运算电路1）同相比例运算电路又由“虚短”知：uP=uN=uiiN=0由“虚断”知：特点：输出与输入同相且成比例输入电阻很高输出电阻很低为使两个输入端特性对称，一般取R1=R2//Rf。19同相比例运算电路实例：电压跟随器由前面的分析可知，当Rf=0或R2=时，有Au=1202）反相比例运算电路一般取R1=R2//Rf由于“虚断”，iP=iN=0，uP=0由于“虚短”，uP=uN=0——“虚地”由i1=if，得求得特点：输出与输入反相且成比例输入电阻等于R2输出电阻

8、很低若R2＝Rf，则为单位增益反相器。21T型网络反相比例运算电路联立方程：u1uN=0求得：22例：若下图