第2章 運算放大器

1、 2.1 集成電路運算放大器1. 集成電路運算放大器運算放大器可以完成算學運算的放大器 運算放大器也可用一般放大器一樣的模型來表達 2.1 集成電路運算放大器 集成電路運算放大器的符號圖2.1.2 運算放大器的代表符號（a）國家標準規(guī)定的符號 （b）國內外常用符號反向輸入端反向輸入端同向輸入端同向輸入端輸出端輸出端正電源端正電源端負電源端負電源端 2. 運算放大器的電路模型圖2.1.3 運算放大器的電路模型特點： 開環(huán)電壓增益 Avo105 （很高） 輸入電阻 ri 106 （很大） 輸出電阻 ro 100 （很?。?vOAvo(vPvN) （ V vO V ） 注意： 當Avo(vPvN)

2、V 時 vO V （輸出正向飽和） 當Avo(vPvN) V-時 vO V- （輸出負向飽和） 電壓傳輸特性 vO f (vPvN)線性范圍內 vOAvo(vPvN)Avo斜率 2.2 理想運算放大器1. 運放的開環(huán)電壓增益很高 若（vPvN）0 則 vO= +Vom=V 若（vPvN）0 則 vO= Vom=V 2. 若V vO V 則 （vPvN）0 3. 輸入電阻ri的阻值很高 使 iP 0、iN 0 4. 輸出電阻很小， ro 0理想：理想：ri ro0 Avo vOAvo(vNvP)圖2.2.1 運放的簡化電路模型 2.3.1 同相放大電路（a）電路圖 （b）小信號電路模型圖2.3.

3、1 同相放大電路1. 基本電路 2.3.1 同相放大電路2. 負反饋的基本概念 開環(huán) 閉環(huán)？ 反饋：將放大電路輸出量，通過某種方式送回到輸入回路的過程。 負反饋輸出回饋到輸入端使有效輸入減小從而使輸出減小。電路有 vo Avo (vpvn)引入反饋后 vn 0，vp(vi)不變 (vpvn) vo 使輸出減小了，增益Avvo/vi下降了，這時的反饋稱為負反饋。有反饋。輸出沒有回饋到輸入端。 2.3.1 同相放大電路3. 虛假短路 圖中輸出通過負反饋的作用，使vn自動地跟蹤vp，即vpvn，或vidvpvn0。呈虛假短路，簡稱虛短。 由于運放的輸入電阻ri很大，所以，運放兩輸入端之間的 ip-i

4、n (vpvn) / ri 0，呈現(xiàn)虛假斷路，簡稱虛斷。 由運放引入負反饋而得到的虛短和虛斷兩個重要概念，是分析由運放組成的各種線性應用電路的利器，必須熟練掌握。 2.3.1 同相放大電路4. 幾項技術指標的近似計算（1）電壓增益Av 根據虛短和虛斷的概念有 vpvn， ip-in0o211npivvvv RRR所以12121io1RRRRRA vvv 2.3.1 同相放大電路（2）輸入電阻Ri 輸入電阻定義 iiiivR 根據虛短和虛斷有 vivp，ii ip0所以 iiiivR（3）輸出電阻Ro Ro0 2.3.1 同相放大電路5. 電壓跟隨器根據虛短和虛斷有vovn vp vi1io v

5、vvA輸出全部反饋之輸入，閉環(huán)放大倍數(shù)=1！輸出和輸入大小相同，相位相同，稱為跟隨器。 電壓跟隨器的作用（1）圖a電路負載上輸出電壓sssLsLo01. 011001vvvv RRR（2）接入電壓跟隨器ip0，vpvs根據虛短和虛斷有vovn vp vs跟隨器具有阻抗隔離作用！ 2.3.2 反相放大電路（a）電路圖 （b）由虛短引出虛地vn0 圖2.3.5 反相放大電路1. 基本電路 2. 幾項技術指標的近似計算（1）電壓增益Av 根據虛短和虛斷的概念有 vn vp 0 ， ii0所以 i1i2 12ioRRA vvv2on1niRRvvvv 即11iiiii/RRiR vvvRo0（3）輸出

6、電阻Ro （2）輸入電阻Ri 2.3.3 求和電路1ni1Rvv - -3onRvv - 根據虛短、虛斷和n點的KCL得：2i231i13ovvvRRRR - -321RRR 若0pn vv2ni2Rvv - - 則有2i1iovvv - - 2.4.1 求差電路 從結構上看，它是反相輸入和同相輸入相結合的放大電路。4on1ni1RvvRvv 3p2pi20RvRvv i114i2323141ovRRvRRRRRRv )(當,2314RRRR 則)(i1i214ovvRRv 若繼續(xù)有,14RR 則i1i2ovvv 根據虛短、虛斷和n、p點的KCL得：pnvv 一種高輸入電阻的差分（求差）電路i1121o1)1 (vvRR 2.4.2 積分電路和微分電路1. 積分電路式中，負號表示vO與vI在相位上是相反的。根據“虛短”，得根據“虛斷”，得0N v0I i因此RiiI12v 電容器被充電，其充電電流為2i設電容器C的初始電壓為零，則 tRCtiCd1d1I2ONvvv tRCd1IOvv（積分運算） 當