模拟电路第2章课件.ppt

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1、2.3基本线性运放电路2.1集成电路运算放大器概述2.4同相输入和反相输入放大电路的应用2运算放大器集成电路:将整个电路的各个元件做在同一个半导体基片上。集成电路的优点：工作稳定、使用方便、体积小、重量轻、功耗小。集成电路的分类：模拟集成电路、数字集成电路；小、中、大、超大规模集成电路；集成电路内部结构的特点：1.电路元件制作在一个芯片上，元件参数偏差方向一致，温度均一性好。2.电阻元件由硅半导体构成，范围在几十到20千欧，精度低。高阻值电阻用三极管有源元件代替或外接。3.几十pF以下的小电容用PN结的结电容构成、大电容要外接。4.二极管一般用三极管的发射结构成。输入电阻r

2、i大:几十k几百k运算放大器的特点：共模抑制比KCMRR很大输出电阻ro小：几十几百开环电压增益Ao很大:104107理想运放：riKCMMRRro0Ao运算放大器的符号：＋－u－u+uo－＋＋u－u+uoAo国际符号国内符号uiuo+UOM-UOMAo越大，运放的线性范围越小，必须在输出与输入之间加负反馈才能使其扩大输入信号的线性范围。uiuo_++Ao例：若UOM=12V，Ao=106，则

3、ui

4、<12V时，运放处于线性区。线性放大区运放工作在线性区时的特点由于运放的开环放大倍数很大，输入电阻高，输出电阻小，在分析时常将其理想化，称其所谓的

5、理想运放。理想运放的条件虚短路放大倍数与负载无关。分析多个运放级联组合的线性电路时可以分别对每个运放进行。虚开路运放工作在线性区的特点在分析信号运算电路时对运放的处理2.3基本运算电路2.3.1同相放大电路2.3.2反相放大电路2.3.1.同相放大电路电压串联负反馈同相比例运算电路利用虚短和虚断得输出与输入同相即由表达式可以得出结论：为正值，表示输入、输出电压同相1.2.的值只与运放外部电路的元件有关。与运放本身的Au0、ri、r0无关输入电阻输出电阻电压跟随器电压跟随器在表达式中,若则有即同相比例电路的特点：3.对运放的共模抑制比要求高。1.由于电压负反馈的作用，输出电阻小，

6、可认为是0，因此带负载能力强。2.由于串联负反馈的作用，输入电阻大。为提高精度，一般取输出与输入反相利用虚短和虚断得即2.3.2反相放大电路反相比例运算电路电压并联负反馈电路的输入输出电阻Ri=R1平衡电阻，使输入端对地的静态电阻相等，保证静态时输入级的对称性。RP=R1//R2uo_++R2R1RPuii1i2为保证一定的输入电阻，当放大倍数大时，需增大R2，而大电阻的精度差，因此，在放大倍数较大时，该电路结构不再适用。RO0当R1=Rf时,Auf=-1构成倒相器⑤电压并联负反馈，输入、输出电阻低，ri=R1。共模输入电压低。结论：①Auf为负值，即uo与ui极性相反。因

7、为ui加在反相输入端。Auf只与外部电阻R1、RF有关，与运放本身参数无关。③

8、Auf

9、可大于1，也可等于1或小于1。④因u–=u+=0，所以反相输入端“虚地”。反相比例电路的特点：1.共模输入电压为0，因此对运放的共模抑制比要求低。2.由于电压负反馈的作用，输出电阻小，可认为是0，因此带负载能力强。3.由于并联负反馈的作用，输入电阻小，因此对输入电流有一定的要求。4.在放大倍数较大时，该电路结构不再适用。2.4同相电路、反相电路的其他应用2.3.1同相放大电路2.3.2反相放大电路1.加法电路根据虚短、虚断和N点的KCL得：若则有加法运算输出再接一级反相电路可得_++Rf

10、R2vS1RPvS2R1uo1uo_++RR½R例1：A/D变换器要求其输入电压的幅度为0~+5V，现有信号变化范围为-5V~+5V。试设计一电平抬高电路，将其变化范围变为0~+5V。+5V-5V+5V+2.5V电平抬高电路A/D计算机uiuouo=0.5ui+2.5Vuo=0.5ui+2.5V=0.5(ui+5)V_++10k20k+5V5kui20kuo1uo_++20k20k10k2.减法电路第一级反相比例第二级反相加法（1）利用反相信号求和以实现减法运算即当时得减法运算从结构上看，它是反相输入和同相输入相结合的放大电路。（2）利用差分式电路以实

11、现减法运算根据虚短、虚断和N、P点的KCL得：当则若继续有则用叠加原理分析独立工作时，电路等效为图（2）（2）（1）（3）独立工作时，电路等效为图（3）同时所以若R3开路，输入输出关系如何变化？电路如图所示分析方法一：利用虚短、虚断列出节点方程3.加减法运算电路（1）（2）（3）（1）（2）（3）3.加减法运算电路独立工作时，电路等效为（2）构成反相比例运算，有独立工作时，电路等效为图（3）构成同相比例运算，有分析方法二：运用叠加原理分析①②（3）③④⑤⑤式代入③得⑥①式叠加⑥式1.它们都引