理想運(yùn)算放大器PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1理想運(yùn)算放大器理想運(yùn)算放大器22. 理想運(yùn)放工作在線性狀態(tài)的參數(shù)特點(diǎn)1） 理想運(yùn)放的差模輸入電壓等于零0)(odO Auuu uu“虛短” 由于uo為有限值，理想運(yùn)放Aod= ，則輸入電壓為無窮小uo0。即 2）理想運(yùn)放的輸入電流等于零由于 rid = ，兩個(gè)輸入端均沒有電流，即0 ii“虛斷”第1頁/共10頁35 .5.3 理想運(yùn)算放大器工作在非線性區(qū)的特點(diǎn) +UOPPuOu+uOUOPP理想特性圖5-27非線性狀態(tài)傳輸特性1.非線性的電路與傳輸特性+ uou+u+ uou+uRF 開環(huán)狀態(tài)或者引入正反饋，是集成運(yùn)放工作在非線性區(qū)的基本電路特點(diǎn)。第2頁/共10頁42. 理想運(yùn)放工作在

2、非線性狀態(tài)的參數(shù)特點(diǎn)當(dāng) u+ u 時(shí)，uO = + UOPP當(dāng) u+ u 時(shí), uO = UOPP1） uO 的值只有兩種可能在非線性區(qū)內(nèi)，(u+u)可能很大，即 u+u， “虛地”不存在。2） 理想運(yùn)放的輸入電流等于零0 ii“虛斷”仍存在。第3頁/共10頁5*5 .5.4 理想跨導(dǎo)運(yùn)算放大器簡(jiǎn)介 1.OTA的基本概念 OTA(Operational Transconductance Amplifier)是跨導(dǎo)運(yùn)算放大器的簡(jiǎn)稱，它是一種雙極型集成工藝制作的通用標(biāo)準(zhǔn)部件。OTA的符號(hào)如圖5.28所示，它有兩個(gè)輸入端，一個(gè)輸出端，一個(gè)控制端。符號(hào)上的“+”號(hào)代表同相輸入端，“-”號(hào)代表反相輸入端

3、，IO是輸出電流，IB是偏置電流，即外部控制電流。 圖5-28OTA的符號(hào)理想OTA滿足方程式： idmiimOUGUUGI)( 式中IO是輸出電流（A）；Uid是差模輸入電壓(V)；Gm是開環(huán)增益(S)，稱為跨導(dǎo)增益。 第4頁/共10頁6 在小信號(hào)下，跨導(dǎo)增益Gm是偏置電流IB的線性函數(shù)，其關(guān)系式為 BmhIGTUkTqh212 h稱跨導(dǎo)增益因子，UT是熱電壓，在室溫條件下，UT=26mV，可計(jì)算出h=19.2(1/V)，因此有 BmIG2 .19式中IB的量綱用A，Gm的量綱為S（西門子）。 根據(jù)傳輸特性方程式，可畫出OTA的小信號(hào)理想模型如圖5-29所示。對(duì)這個(gè)理想模型，兩個(gè)輸入端之間開

4、路，差模輸入電阻為無窮大；輸出端是一個(gè)受差模輸入電壓控制的電流源，輸出電阻為無窮大。同時(shí)，理想跨導(dǎo)放大器的共模輸入電阻、共模抑制比、頻帶寬度等參數(shù)均為無窮大，輸入失調(diào)電壓、輸入失調(diào)電流等參數(shù)均為零。 第5頁/共10頁7圖5-29OTA的小信號(hào)理想模型 與常規(guī)的電壓型運(yùn)算放大器比較，OTA具有下列性能特點(diǎn)： 1、輸入電壓控制輸出電流，開 環(huán)增益是以S為量綱的跨導(dǎo)； 2、增加了一個(gè)控制端，改變控制電流（偏置電流IB）可對(duì)開環(huán)增益Gm進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)； 3、它還具有電流模式的特點(diǎn)，如頻帶寬，高頻性能好等。 第6頁/共10頁82.OTA的應(yīng)用原理（1）增益可控電壓放大器 用OTA構(gòu)成的反相及同相電壓放大器如圖5-30(a)、5-30(b)所示，圖中RL是負(fù)載電阻。 圖5-30增益可控電壓放大器a)反相放大器 b)同相放大器第7頁/共10頁9（2）加法器 將多個(gè)OTA的輸出端并聯(lián)，使它們的輸出電流相加并在一個(gè)負(fù)載電阻上形成電壓，便可構(gòu)成對(duì)多個(gè)電壓輸入信號(hào)做加法運(yùn)算的電路，如圖5-31所示。 圖5-31 電壓模式加法器 在圖5-31所示電