電子技術(shù)基礎(chǔ) 第五版(模擬部分)第二章運算放大器

1 2.1 集成電路運算放大器2.2 理想運算放大器2.3 基本線性運放電路2.4 同相輸入和反相輸入放大電 路的其他應(yīng)用 2 2.1 集成電路運算放大器1. 集成電路運算放大器的內(nèi)部組成單元圖 2.1.1 集 成 運 算 放 大 器 的 內(nèi) 部 結(jié) 構(gòu) 框 圖 3 2.1 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(nèi) 外 常 用 符 號 4 2. 運算放大器的電路模型圖 2.1.3 運 算 放 大 器 的 電 路 模 型通 常 ： 開 環(huán) 電 壓 增 益 Avo的 105 （ 很 高 ） 輸 入 電 阻 ri 106 （ 很 大 ） 輸 出 電 阻 r o 100 （ 很 小 ） vO Avo(vP vN) （ V vO V ） 注 意 輸 入 輸 出 的 相 位 關(guān) 系 5 2. 運算放大器的電路模型當 Avo(vP vN) V 時 vO V 當 Avo(vP vN) V-時 vO V-電 壓 傳 輸 特 性 vO f (vP vN)線 性 范 圍 內(nèi) v O Avo(vP vN)Avo斜 率 end 6 2.2 理想運算放大器1. vo的 飽 和 極 限 值 等 于 運 放 的電 源 電 壓 V 和 V 2. 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 3. 若 V vO R3時 ，（ 1） 試 證 明 Vs ( R3R1/R2 ) Im 解 （ 1） 根 據(jù) 虛 斷 有 Ii =0所 以 I2 = Is = Vs / R1 例 2.3.3直 流 毫 伏 表 電 路（ 2） R1 R2 150k， R3 1k， 輸入 信 號 電 壓 Vs 100mV時 ， 通 過 毫 伏表 的 最 大 電 流 Im(max) ？ 又 根 據(jù) 虛 短 有 V p = Vn =0 R2和 R3相 當 于 并 聯(lián) ， 所 以 I2R2 = R3 (I2 - Im )所 以 1s3 32m RVR RRI )( 當 R2 R3時 ， Vs ( R3R1/R2 ) Im （ 2） 代 入 數(shù) 據(jù) 計 算 即 可 end 19 2.4 同相輸入和反相輸入放大電路的其他應(yīng)用2.4.1 求差電路2.4.2 儀用放大器2.4.3 求和電路2.4.4 積分電路和微分電路 20 2.4.1 求差電路 從 結(jié) 構(gòu) 上 看 ， 它 是 反 相 輸入 和 同 相 輸 入 相 結(jié) 合 的 放 大 電路 。 4 on1 ni1 R vvR vv 3p2 pi2 0RvR vv i114i232 31 41o vRRvRR RR RRv )(當 ,2314 RRRR 則 )( i1i214o vvRRv 若 繼 續(xù) 有 ,14 RR 則 i1i2o vvv 根 據(jù) 虛 短 、 虛 斷 和 N、 P點的 KCL得 ： pn vv 21 2.4.1 求差電路從 放 大 器 角 度 看 14i1i2 od RRvv vAv 時 ，2314 RRRR )( i1i214o vvRRv 增 益 為 （ 該 電 路 也 稱 為 差 分 電 路 或 減 法 電 路 ） 22 2.4.1 求差電路一 種 高 輸 入 電 阻 的 差 分 電 路 23 2.4.2 儀用放大器)21( 123421 O RRRRA vv vv 24 2.4.3 求和電路1 ni1 -Rvv 3 on -Rvv 根 據(jù) 虛 短 、 虛 斷 和 N點 的KCL得 ： 2i231i13o- vRRvRRv 321 RRR 若 0pn vv 2 ni2 -R vv則 有 2i1io- vvv （ 該 電 路 也 稱 為 加 法 電 路 ） 25 2.4.4 積分電路和微分電路1. 積 分 電 路式 中 ， 負 號 表 示 v O與 vI在 相 位 上 是 相 反 的 。 根 據(jù) “ 虛 短 ” ， 得根 據(jù) “ 虛 斷 ” ， 得 0PP vv 0i i因 此 Rii I12 v電 容 器 被 充 電 ， 其 充 電 電 流 為 2i設(shè) 電 容 器 C的 初 始 電 壓 為 零 ， 則 tRCtiC d1d1 I2ON vvv tRC d1 IO vv （ 積 分 運 算 ） 26 2.4.4 積分電路和微分電路當 vI為 階 躍 電 壓 時 ， 有vO與 t 成 線 性 關(guān) 系 tRC d1 IO vv tRCVi tVi1. 積 分 電 路 27 2.4.4 積分電路和微分電路2. 微 分 電 路 (RC較 小 )tRC dd IO vv endRC 28 作 業(yè) ： 2.3.2； 2.4.5 2.4.6； 2.4.13