第2章 運算放大器

第二章集成電路運算放大器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同向輸入端輸出端正電源端負電源端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

Avo≥105（很高）輸入電阻

ri≥106Ω（很大）輸出電阻

ro≤100Ω（很?。?/p>

vO＝Avo(vP－vN)

（V－＜vO

＜V＋）

注意：當Avo(vP－vN)≥V＋時

vO＝

V＋

（輸出正向飽和）

當Avo(vP－vN)≤

V-時

vO＝

V-（輸出負向飽和）

電壓傳輸特性

vO＝

f

(vP－vN)線性范圍內

vO＝Avo(vP－vN)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（vP－vN）＞0

則vO=+Vom=V＋

若（vP－vN）＜0

則vO=–Vom=V－

2.若V－<vO<V＋

則（vP－vN）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：ri≈∞

ro≈0

Avo→∞vO＝Avo(vN－vP)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2.3.1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(vp－vn)引入反饋后vn0，vp(vi)不變→

(vp－vn)↓→

vo↓使輸出減小了，增益Av＝vo/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vp≈vn，或vid＝vp－vn≈0。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＝-in＝(vp－vn)/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(jù)虛短和虛斷的概念有

vp≈vn，ip＝-in＝0所以2.3.1同相放大電路（2）輸入電阻Ri

輸入電阻定義根據(jù)虛短和虛斷有

vi＝vp，ii＝ip≈0所以（3）輸出電阻Ro

Ro→02.3.1同相放大電路5.電壓跟隨器根據(jù)虛短和虛斷有vo＝vn≈vp＝vi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（2）接入電壓跟隨器ip≈0，vp＝vs根據(jù)虛短和虛斷有vo＝vn≈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vn≈0

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(jù)虛短和虛斷的概念有

vn≈

vp＝

0

，ii＝0所以i1＝i2

即Ro→0（3）輸出電阻Ro

（2）輸入電阻Ri

2.3.3求和電路根據(jù)虛短、虛斷和n點的KCL得：若則有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。當則若繼續(xù)有則根據(jù)虛短、虛斷和n、p點的KCL得：一種高輸入電阻的差分（求差）電路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