模電第二章課件

1、2.1 集成電路運算放大器集成電路運算放大器2.2 理想運算放大器理想運算放大器2.3 基本線性運放電路基本線性運放電路2.4 同相輸入和反相輸入放大電同相輸入和反相輸入放大電 路的其他應(yīng)用路的其他應(yīng)用2.1 集成電路運算放大器集成電路運算放大器1. 集成電路運算放大器的內(nèi)部組成單元集成電路運算放大器的內(nèi)部組成單元圖圖2.1.1 集成運算放大器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖集成運算放大器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖2.1 集成電路運算放大器集成電路運算放大器1. 集成電路運算放大器的內(nèi)部組成單元集成電路運算放大器的內(nèi)部組成單元圖圖2.1.2 運算放大器的代表符號運算放大器的代表符號（a）國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的符號）國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的符

2、號 （b）國內(nèi)外常用符號）國內(nèi)外常用符號2. 運算放大器的電路模型運算放大器的電路模型圖圖2.1.3 運算放大器的電路模型運算放大器的電路模型通常：通常： 開環(huán)電壓增益開環(huán)電壓增益 Avo的的105 （很高）（很高） 輸入電阻輸入電阻 ri 106 （很大）（很大） 輸出電阻輸出電阻 ro 100 （很小）（很?。?vOAvo(vPvN) （ V vO V ） 注意輸入輸出的相位關(guān)注意輸入輸出的相位關(guān)系系2. 運算放大器的電路模型運算放大器的電路模型當(dāng)當(dāng)Avo(vPvN) V 時時 vO V 當(dāng)當(dāng)Avo(vPvN) V- -時時 vO V- -電壓傳輸特性電壓傳輸特性 vO f (vPvN)線

3、性范圍內(nèi)線性范圍內(nèi) vOAvo(vPvN)Avo斜率斜率end2.2 理想運算放大器理想運算放大器1. vO的飽和極限值等于運放的飽和極限值等于運放的電源電壓的電源電壓V和和V 2. 運放的開環(huán)電壓增益很高運放的開環(huán)電壓增益很高 若（若（vPvN）0 則則 vO= +Vom=V 若（若（vPvN）0 則則 vO= Vom=V 3. 若若V vO R3時，時，（1）試證明）試證明VS( R3R1/R2 ) IM 解解:（1）根據(jù)虛斷有）根據(jù)虛斷有 II =0所以所以 I2 = IS = VS / R1 例例2.3.3直流毫伏表電路直流毫伏表電路（2）R1R2150k ，R31k ，輸入信號電壓輸

4、入信號電壓VS100mV時，通過時，通過毫伏表的最大電流毫伏表的最大電流IM(max)？ 又又根據(jù)虛短有根據(jù)虛短有 VP = VN =0R2和和R3相當(dāng)于并聯(lián)，所以相當(dāng)于并聯(lián)，所以 I2R2 = R3 (I2 - - IM )所以所以1S332M)(RVRRRI 當(dāng)當(dāng)R2 R3時，時，VS( R3R1/R2 ) IM （2）代入數(shù)據(jù)計算即可）代入數(shù)據(jù)計算即可end例：電路如圖所示，求下列情況下，例：電路如圖所示，求下列情況下，UO和和Ui的關(guān)系式。的關(guān)系式。（1）S1和和S3閉合，閉合，S2斷開時；斷開時；（2）S1和和S2閉合，閉合，S3斷開時。斷開時。 解解：(1)這是反相比例運算電路，代

5、入公式，得 。 （2）根據(jù)疊加原理得 。iuu0iuu 02.4 同相輸入和反相輸入同相輸入和反相輸入放大電路的其他應(yīng)用放大電路的其他應(yīng)用2.4.1 求差電路求差電路2.4.2 儀用放大器儀用放大器2.4.3 求和電路求和電路2.4.4 積分電路和微分電路積分電路和微分電路2.4.1 求差電路求差電路 從結(jié)構(gòu)上看，它是反相從結(jié)構(gòu)上看，它是反相輸入和同相輸入相結(jié)合的放輸入和同相輸入相結(jié)合的放大電路。大電路。4on1ni1RvvRvv 3p2pi20RvRvv i114i2323141ovRRvRRRRRRv )(當(dāng)當(dāng),2314RRRR 則則)(i1i214ovvRRv 若繼續(xù)有若繼續(xù)有,14RR

6、 則則i1i2ovvv 根據(jù)根據(jù)虛短虛短、虛斷虛斷和和n n、p p點的點的KCLKCL得：得：pnvv 2.4.1 求差電路求差電路從放大器角度看從放大器角度看14i1i2odRRvvvAv 時，時，2314RRRR )(i1i214ovvRRv 增益為增益為（該電路也稱為差分電路或減法電路）（該電路也稱為差分電路或減法電路）2.4.1 求差電路求差電路一種高輸入電阻的差分電路一種高輸入電阻的差分電路2.4.2 儀用放大器儀用放大器)21(123421ORRRRA vvvv2.4.3 求和電路求和電路1ni1Rvv - -3onRvv - 根據(jù)根據(jù)虛短虛短、虛斷虛斷和和n n點點的的KCLK

7、CL得：得：2i231i13ovvvRRRR - -321RRR 若若0pn vv2ni2Rvv - - 則有則有2i1iovvv - -（該電路也稱為加法電路）（該電路也稱為加法電路） 例：在圖中，已知Rf = 2R1，ui = -2V。試求輸出電壓uo。 某運算放大器構(gòu)成的電路如圖所示，已知輸入電壓Ui1、Ui2 ，那么（1）求A點的電壓值UA；（2）求輸出電壓UO1和輸入電壓Ui1、Ui2的關(guān)系式。（3）若R2=0，R5=R6，求UO和Ui1、Ui2 的關(guān)系式。2.4.4 積分電路和微分電路積分電路和微分電路1. 積分電路積分電路式中，負(fù)號表示式中，負(fù)號表示vO與與vI在相位上是相反的。在相位上是相反的。根據(jù)根據(jù)“虛短虛短”，得得根據(jù)根據(jù)“虛斷虛斷”，得得0N v0I i因此因此RiiI12v 電容器被充電，其充電電流為電容器被充電，其充電電流為2i設(shè)電容器設(shè)電容器C的初始電壓為零，則的初始電壓為零，則 tRCtiCd1d1I2ONvvv tRCd1IOvv（積分運算）（積分運算）2.4.4 積分電路和微分電路積分電路和微分電路當(dāng)當(dāng)vI I為階躍電壓時，有為階躍電壓時，有vO