电工电子技术_集成运算放大器及应用课件.ppt

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1、电工电子技术(第二版)1.集成运算放大器的结构、理想运算放大器的参数。2.虚短、虚断。3.反馈的类型。4.比例、加法、减法、积分和微分运算电路。5.电压比较器。知识点：要求掌握：1.虚短与虚断的概念，并熟练应用于运算放大器的分析。2.比例、加法、减法、积分和微分运算电路的特点及分析方法。了解：1.负反馈4种组态的特点及其判断方法。2.负反馈对放大电路性能的影响。3.电压比较器。第9章集成运算放大器及应用集成运算放大器简称集成运放，它最初主要用于模拟计算机的运算放大，目前，它的应用领域已远远超过了数学运算的范畴。在集成运放上，只需另加少数几个外部元件，就可

2、以实现检测、传感和自动控制等多种电路功能。本章主要介绍集成运放的结构、主要参数及应用电路。第9章集成运算放大器及应用输入级又称前置级，它是一个高性能的差动放大电路，主要用于抑制温漂。输入级的好坏影响着集成运放的大多数参数，一般要求其输入阻抗高、放大倍数大、抑制温度漂移的能力强、输出电压范围大且动态电流小。9.1.1集成运算放大器的电路结构1.输入级图9.1集成运放电路基本框图集成运放型号繁多，性能各异，内部电路也各不相同，但其内部电路的基本结构却大致相同。其内部电路可以分为输入级、中间放大级、输出级及偏置电路4个部分，集成运算放大器的基本框图为图9.1。

3、中间放大级主要是提供足够的电压放大倍数，同时将输入级的双端输出在本级中变成单端输出，以及实现电位移动等任务。一般采用共射极放大电路，并以恒流源取代集电极电阻来提高电压放大倍数，其电压放大倍数可达千倍以上。2.中间放大级9.1集成运算放大器9.1集成运算放大器输出级主要是获得较大的输出电压和电流，并具有将放大级与负载隔离的作用。输出级具有输出电压范围宽、输出电阻小、有较强的带负载能力、非线性失真小等特点。常用的输出电路形式是射极输出器和互补对称电路，有的还附加有过载保护电路。3.输出级偏置电路用来向各级电路提供合适的静态工作电流，稳定各级静态工作点。在集成

4、电路中，一般由各种恒流源电路构成。4.偏置电路9.1.2理想运算放大器及特点在分析用集成运放构成的应用电路时，将集成运放看成理想运算放大器，可以使分析大大简化。理想运算放大器的符号如图9.2所示。由图9.2可以看出，集成运算放大器具有同相(“+”号端)、反相(“-”号端)两个输入端。当同相端接地，反相端接输入信号ui时，输出uo与输入ui反相，如图9.3(a)所示；当反相端接地，同相端接ui时，uo与ui同相，如图9.3(b)所示。1.集成运算放大器的电路符号图9.2集成运算放大器的电路符号图9.2同相、反相输入端的含义9.1集成运算放大器集成运算放大器

5、性能的好坏需要用一些参数表征，这些参数是选用运算放大器的主要依据。下面介绍集成运算放大器的一些主要参数。2.集成运算放大器的主要参数所谓理想运放就是将集成运算放大器的各项技术指标理想化，理想集成运放的主要条件如下所述。开环差模电压增益AUO→∞。差模输入电阻rid→∞。开环输出电阻ro→0。共模抑制比KCMR→∞。输入失调电压UIO、失调电流IIO、输入偏置电流IIB均为零。实际运放的技术指标与理想运放的技术指标接近，工程分析时将理想运放代替实际运放所引起的误差，这在工程上是允许的，因此，在分析运放电路时，一般将其视为理想运算放大器后进行分析。3.集成运

6、算放大器的理想化条件9.1集成运算放大器9.1集成运算放大器(1)虚短设运放的同相和反相输入端的电压为u+、u－，当运放工作在线性区时，有4.两个重要法则由于输出电压是有限值，而理想运放的AUO为无穷大，所以ui＝u+－u－＝0，可以认为u+＝u－(902)(2)虚断由于虚短，输入电压为零，而理想运算放大器的输入电阻rid为无穷大，使得此时同相与反相输入端的输入电流等于零，即i+＝i－＝0(9.3)此时，运放的两个输入端相当于开路，即虚断。利用虚短与虚断的概念分析含有集成运放的电路，可以简化电路的分析过程。9.2放大电路中的负反馈9.2.1反馈的基本概念

7、所谓反馈，就是将放大电路输出信号的一部分或全部，以某种方式回送到电路的输入端从而使净输入信号发生改变的过程。使净输入信号增强的为正反馈，使净输入信号削弱的为负反馈。这样，在反馈电路中，电路的输出不仅取决于输入，而且还取决于输出本身，因而就有可能使电路根据输出状况自动地对输出进行调节，以达到改善电路性能的目的。如图9.4所示为负反馈的组成框图，主要包含基本放大器和反馈网络两部分。图9.4反馈电路组成框图由于半导体器件的热敏特性电源电压的波动、负载电阻的变化等因数的影响，放大器的性能还不够稳定，为了改善放大器的性能，在放大器中常常引入负反馈，这种放大器称为负

8、反馈放大器。9.2放大电路中的负反馈9.2.2反馈的类型及其判别方法依据反馈信号