放大電路基礎(chǔ)專題二主要內(nèi)容

集成運(yùn)算放大器簡介理想集成運(yùn)算放大器基本運(yùn)算放大電路結(jié)論輸出電阻越小、開路增益和輸入電阻越大，則電壓增益越大。一個(gè)理想放大器的輸入電阻為無窮大、輸出電阻為0，等效為一個(gè)理想的電壓控制電壓源。2.1放大器（5）uiuo+--+iiioRSuSRLRoRiAuoui++--集成運(yùn)算放大器運(yùn)放概述

集成運(yùn)放實(shí)質(zhì)上是一種雙端輸入、單端輸出的具有高電壓放大倍數(shù)，高輸入阻抗、低輸出阻抗的直接耦合放大器。

1.集成電路的外形：國產(chǎn)集成運(yùn)放的封裝外形主要采用圓殼式和雙列直插式。概述

集成電路構(gòu)成:將整個(gè)電路的各個(gè)元件做在同一個(gè)半導(dǎo)體基片上。

集成電路的優(yōu)點(diǎn)：工作穩(wěn)定、使用方便、體積小、重量輕、功耗概述CF741接線如圖所示，雙列直插式集成運(yùn)放的管腳順序是，管腳向下，標(biāo)志于左，序號(hào)自下而上逆時(shí)針方向排列。集成運(yùn)放的管腳順序及功能CF741外接線圖接正電源(+9~+18)V

接負(fù)電源（-9~-18）V為同相輸入端（輸出信號(hào)與輸入信號(hào)同相位）為反相輸入端（輸出信號(hào)與輸入信號(hào)反相位）為空腳為輸出端腳1、4、5外接調(diào)零電位器集成運(yùn)算放大器的組成輸入級(jí)中間級(jí)偏置電路輸出級(jí)輸入端輸出端多級(jí)放大器，級(jí)間采用直接耦合的方式：集成化，放大緩變信號(hào)和直流信號(hào)集成運(yùn)算放大器的組成UEE

u+uo

u–反相輸入端同相輸入端T3T4T5T1T2IS輸入級(jí)中間級(jí)輸出級(jí)與uo反相與uo同相集成運(yùn)算放大器的組成-內(nèi)部結(jié)構(gòu)-UEE+UCCERCT1RCT2T5T6RC3RE2RC4RE3T7T9T8RE4RE5T11T10RL第4級(jí)：互補(bǔ)對(duì)稱射極跟隨器差動(dòng)放大器第2級(jí)第1級(jí)：差動(dòng)放大器第3級(jí)：單管放大器–+集成運(yùn)算放大器的特點(diǎn)理想集成運(yùn)算放大器的開環(huán)電壓放大倍數(shù)的數(shù)值很大。差模輸入電阻很高，高達(dá)1011以上。輸出電阻很低，一般在幾十歐到幾百歐

ri

大:幾十k

幾百kKCMRR很大ro

?。簬资畮装貯o

很大:104107集成運(yùn)算放大器的特點(diǎn)

ri

大:幾十k

幾百kKCMRR很大ro

?。簬资畮装貯o

很大:104107理想運(yùn)放：ri

KCMMRR

ro

0Ao

運(yùn)放符號(hào)：＋－u－u+uo－＋＋

u－

u+

uo∞國際符號(hào)國內(nèi)符號(hào)理想集成運(yùn)算放大器理想集成運(yùn)放的電路模型（1）開環(huán)電壓放大倍數(shù)（2）差模輸入電阻（3）開環(huán)輸出電阻（4）共模抑制比理想集成運(yùn)放的傳輸特性實(shí)際特性理想特性理想集成運(yùn)算放大器傳輸特性的特點(diǎn)分為線性區(qū)和非線性區(qū)。線性區(qū)非線性區(qū)非線性區(qū)工作在線性區(qū)時(shí)1.理想運(yùn)放的兩個(gè)輸入端的電位相等——虛短2.理想運(yùn)放的兩個(gè)輸入端的輸入電流為零。——虛斷理想集成運(yùn)算放大器線性區(qū)：uo=Auo(u+-u-)虛地虛斷虛短rid→∞，故兩輸入端的輸入電流為零。Auo→∞，uo為有限值故

u+-u-=uo/Auo≈0即u+≈

u-分析依據(jù)當(dāng)有信號(hào)輸入時(shí)，如同相端接地，即u+=0則u-≈

0運(yùn)算電路概述

運(yùn)算：比例、加減、積分與微分等。是線性范圍內(nèi)的運(yùn)算，都適用疊加原理。問題1.如何保證運(yùn)放工作在線性區(qū)?

因?yàn)?Auo→∞，即當(dāng)輸入差模信號(hào)極小時(shí)（如毫伏級(jí)以下的信號(hào)），也足以使運(yùn)放飽和。解決辦法是：在電路中引入深度負(fù)反饋。運(yùn)算電路概述問題2:如何引入通過電阻Rf將輸出信號(hào)引到反相輸入端。

答案是：

Rf基本運(yùn)算放大電路比例運(yùn)算加法運(yùn)算減法運(yùn)算積分運(yùn)算微分運(yùn)算比例運(yùn)算反向比例運(yùn)算1.

反相端輸入；2.Rf

—引到反相輸入端；3.R2

—平衡電阻，R2=R1∥Rf比例運(yùn)算比例運(yùn)算同向比例運(yùn)算輸入信號(hào)從同向輸入端輸入比例運(yùn)算電壓跟隨器加法運(yùn)算反向加法i13ui3uo∞

++-ifR13R2Rfi12R12i11R11ui2ui1加法電路加法運(yùn)算反向加法i13ui3uo∞

++-ifR13R2Rfi12R12i11R11ui2ui1加法電路加法運(yùn)算同向加法-R1Rf++ui1uoR21R22ui2此電路如果以u(píng)+為輸入，則輸出為：流入運(yùn)放輸入端的電流為0（虛開路）加法運(yùn)算-R1Rf++ui1uoR21R22ui2i13ui3uo∞

++-ifR13R2Rfi12R12i11R11ui2ui1加法電路同相求和電路的各輸入信號(hào)的放大倍數(shù)互相影響，不能單獨(dú)調(diào)整。加法運(yùn)算-R1Rf++ui1uoR21R22ui2i13ui3uo∞

++-ifR13R2Rfi12R12i11R11ui2ui1加法電路調(diào)節(jié)反相求和電路的某一路信號(hào)的輸入電阻，不影響輸入電壓和輸出電壓的比例關(guān)系，調(diào)節(jié)方便。減法運(yùn)算減法運(yùn)算單運(yùn)放的加減運(yùn)算電路R2_++R5R1ui2uoui1R4ui4ui3R3R6積分運(yùn)算00負(fù)號(hào)表示輸出與輸入反向當(dāng)ui為階躍信號(hào)時(shí)最后達(dá)到負(fù)的飽和值積分運(yùn)算運(yùn)放所構(gòu)成的有源積分電路其積分曲線的線性度較好，這是因?yàn)槌潆婋娏骰竞愣??？刂坪蜏y(cè)量系統(tǒng)中常用的比例-積分調(diào)節(jié)器（PI調(diào)節(jié)器）：ui1uo∞

++-R2CFi1R1PI調(diào)節(jié)器ifucRF可視為反相比例運(yùn)算和積分運(yùn)算的疊加。積分運(yùn)算積分電路的主要用途1.在電子開關(guān)中用于延遲。2.波形變換。例：將方波變?yōu)槿遣ā?.A/D轉(zhuǎn)換中，將電壓量變?yōu)闀r(shí)間量。4.移相。微分運(yùn)算

當(dāng)ui為階躍信號(hào)時(shí)，uo為尖脈沖電壓——輸出電壓與輸入電壓的一次微分成正比。00微分運(yùn)算若輸入：則：uit0t0uo微分運(yùn)算在控制系統(tǒng)中使調(diào)節(jié)過程加速的比例—微分調(diào)節(jié)器（PD調(diào)節(jié)器）00uiuo++-R2C1iciRRFif∞R1例1：如圖所示，求輸出電壓的大小